SOLAR-B記者会見

2004/8/27

SOLAR-B可視光磁場望遠鏡
記者会見資料（その１）
常田佐久
国立天文台SOLAR-B推進室

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

1

太陽
黒点、黒点群

温度：6000度

2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

2

1

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

Yohkoh
のっぺりとした太陽表面からは程遠く様々な構造が見られる

8月27日 国立天文台

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

3

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

4

2

SOLAR-B記者会見

2004/8/27「ようこう」の成果• 太陽面爆発（フレア）が、「磁気リコネクション」と呼ばれる磁場エネルギーのプラズマエネルギーへの転換現象であることを明らかにした。
• 太陽のX線コロナを10年にわたって観測し、コロナが刻々その形状や速度、温度を変化させており、非常にダイナミックな振る舞いすることなど、コロナに関する知見を一変させた。

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

5ようこうの成果• 多くの教科書に成果が掲載される。
• 一般にも大きなインパクト

アエラの特集
2004/8/27

8月27日 国立天文台

Sky & Telescope 誌で20世紀の天体写真ベスト10に選ばれる
SOLAR-B記者会見
63

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

X線で見える磁力線：X線ループ
磁力線

NS
太陽面

黒点

黒点：1-4 キロガウス＝棒磁石の磁場と同じ程度
太陽縁のコロナ(TRACE衛星)
SOLAR-B記者会見

2004/8/277

磁場が強い場所ではX線コロナが明るい
活動領域

軟X線で見た太陽コロナ
2004/8/27

8月27日 国立天文台

太陽表面(光球)

SOLAR-B記者会見

84

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

磁場の観測が必要
ー＞可視光での観測

磁気要素を分解するた
め0.2秒角程度の分解能が必要

地上でとった最高分解能の写真 光球〜6000度、黒点〜4500度
2004/8/27

SOLAR-B記者会見

なぜ宇宙から観測？
電波• Ｘ線：地上まで届か ３K 赤外線
ないX線
可視光線
• 可視光：夜の天文
紫外線
学より陽炎の影響
数億度 軟X線
でシーイングが悪く、ガンマ線
周波数 (Hz)宇宙からの観測は必須(連続して得られるのは２秒角程度）

9

硬X線

波長 (m)
黒い部分は地球大気が不透明
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

105

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

Solar-B搭載望遠鏡• X線望遠鏡– 空間分解能が「ようこう」の3倍• 極紫外線望遠鏡– 流れの観測– SOHOに比べて感度10倍、空間分解能5倍• 可視光望遠鏡

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

11

可視光望遠鏡
SOT: 可視光望遠鏡
EIS: 極紫外撮像スペクトル計

XRT: X線望遠鏡
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

126

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

衛星に組み込まれた可視光望遠鏡

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

13

可視光望遠鏡が取り組む
サイエンス• 太陽ななぜ強い磁場を持つのか？
• コロナがなぜ数百万度に加熱されているのか？
• 太陽の総放射エネルギーの変動と磁場の関係は？
• 太陽活動と地球環境はどのように関係するのか？
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

147

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

太陽を可視で観測する
世界初の宇宙望遠鏡• 非常に高い分解能（史上初の0.2秒角）– 太陽面上で150km、地上を見たら50cm•• 偏光の観測により太陽表面の磁場の3成分の直接観測(史上初めて）• 太陽の内部の磁場を「見る」機能• 24時間連続観測

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

15

SOLAR-B記者会見

16

天文学の大問題１：星はなぜ強い磁場を持つか？

銀河系 ~10-6G
黒点~1KG
太陽の内部~ 50KG
銀河系磁場の1010倍の強度

2004/8/27

8月27日 国立天文台

8SOLAR-B記者会見

2004/8/27

天文学の大問題２：なぜ 熱い コロナが冷たい 表面の上空にあるのか？
冷たい 表面＝光球、約6,000度
熱い コロナ＝100万度以上•0.06-0.08MK(SoHO)
6000K

300万度
150万度

(Yohkoh)

1万度
6千度
2004/8/27

SOLAR-B記者会見

17

天文学の大問題３：定数でない太陽定数(注）0.1-0.2％

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

18(注）大気圏外で太陽に垂直な面１平方センチに毎分やってくるエネルギー

8月27日 国立天文台

9SOLAR-B記者会見

2004/8/27

太陽黒点がないと太陽は暗い
黒点数

太陽定数

2004/8/27

SOLAR-B記者会見

19

太陽の黒点数と北半球の気温

2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

20

10

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

可視光望遠鏡による観測• 太陽放射の変化は、太陽黒点（太陽表面上の比較的低温な磁場の強い部分）によって生じる低温部と、白斑と呼ばれる付随する明るい部分（ここも磁場が強い）との間のバランスが関係している。
• 可視光望遠鏡により、磁場が強い部分が黒点になったり、白斑になったりする機構が解明されれば、地球気候に影響のある太陽放射総量と太陽の磁気周期の謎が解明できる。
2004/8/27

SOLAR-B記者会見

21

太陽の内部を見る• 地震学：地震波の伝わり方を測って、地球の内部構造を探る• 日震学：太陽の中を伝わる波を利用して、太陽の内部構造を探る。
• 可視光望遠鏡から得られるドップラー画像〔速度図〕から、太陽内部の磁場の3次元構造や温度を立体的に見ることができる。
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

22

11

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

可視光望遠鏡の模式図
トップドア
サイドドア
排熱穴

太陽光線

像安定ｼｽﾃﾑﾃｨｯﾌﾟﾃｨﾙﾄ鏡

望遠鏡（天文台、三菱電機）
観測装置（NASA）

画像データ
像安定誤差信号出力

可視光磁場望遠鏡2004/8/27

SOLAR-B記者会見

23

可視光望遠鏡の構造

cold plate
for thermal control

HDM
2nd field stop
center section,interface to the satellite
CLU

low expansion CFRP truss
primary mirror
tip-tilt mirror

2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

24

12

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

可視光望遠鏡の構造

精密コリメーター

副鏡

偏光モジュレーター
主鏡
構体
2004/8/27

SOLAR-B記者会見

25

可動鏡

可視光望遠鏡の技術：重量12Kgの軽量かつ高精度のミラー

2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

26

13

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

可視光望遠鏡の開発（１）• 高い空間分解能の実現– 複合材料を用いた熱膨張しない変形のない望遠鏡構
造– 反射鏡鏡面精度は、18ナノメートル（主鏡の大きさを地球の大きさとするとその凸凹は２３ｃｍ）• 揺れる衛星からぶれない画像を取る– 可動鏡による画像の安定化– 0.01秒角（地上を見たら5cmの安定度）• 太陽光線に含まれる強力なエネルギーを排出する熱設計– 観測に必要ない光線を宇宙に排出、残りの熱を太陽に向かって排出2004/8/27

SOLAR-B記者会見

27

可視光望遠鏡の開発（２）• 宇宙での性能を保証する試験– 重力による変形の補正– 宇宙と同じ環境での光学性能の計測• 徹底した軽量化：全重量わずか110ｋｇ– 全面複合材料を使用した望遠鏡構造– 軽量(11kg）で高精度の主鏡• 高度の宇宙望遠鏡システムインテグレーション
技術– 重量・電力・大きさといった衛星搭載特有の厳しい制約のなかで、要求性能を満たす高い性能を持つ装置を開発すること。
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

28

14

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

高い日本の宇宙開発のレベル• 回折限界望遠鏡– 0.2秒角：地上のものなら５０ｃｍまで見分けられるハッブル望遠鏡並みの分解能。
– 太陽観測のための望遠鏡は、NASAでも70年代から検討されていたが、なかなか実現できず。

• 可視光望遠鏡の開発– 国立天文台等と三菱電機（プライム）他6社による設計から試験まで密接な共同作業の成果がすばらしい望遠鏡を実現– 官民の共同開発：最大の開発成果、最大の効率、最小コスト、最小リスク
2004/8/27

SOLAR-B記者会見

29

宇宙における国際協力の重要性• 可視光望遠鏡の日米分担製作– 望遠鏡：国立天文台、三菱電機他– 焦点面観測装置：ロッキードマーチン社• 天文台で結合し試験を実施。
• 技術と人、資金を持ち寄り最大の性能を実現する。
– 日米とも1国でやるよりはるかに性能の良いものができた。

• 日本にすぐれた技術があってこそ国際協力が成り立つ。
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

30

15

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

まとめ• 宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙科学研究
本部は、国立天文台等と協力して、第２２号科学衛星SOLAR-Bの開発を行っています。SOLARBは、大きな成果を上げた「ようこう」に続く日本の3番目の太陽観測衛星で、日米英の国際協力により開発された可視光磁場望遠鏡、X線望遠鏡、極端紫外線撮像分光装置の３つの最先端の望遠鏡により、約6千度の光球から数百万度のコロナにいたるまでの磁場・プラズマの温度と流れを観測します。
2004/8/27

SOLAR-B記者会見

31

可視光望遠鏡の特徴• このうち、可視光望遠鏡は、地上望遠鏡をはるかにしのぐ0.2秒角(高度500kmの地球周回軌道から地上の50cmの大きさのものを見分けられる性能)という非常に高い角度分解能で、1日24時間連続して太陽の磁場の画像を取得できる観測装置であり、これまで世界で打ち上げられた太陽観測のための軌道望遠鏡としては最も分解能・性能が高いものです。
• この装置と他の2台の望遠鏡により、太陽ななぜ強い磁場を持つのか、コロナがなぜ数百万度に加熱されているのか、太陽の総放射エネルギーの変動と地球環境への影響などが、解明されると期待されています。
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

32

16

SOLAR-B記者会見

2004/8/27

回折限界性能（望遠鏡の解像度が理論的に達成できる限界）の達成• 可視光望遠鏡は日本とアメリカとの国際協力により平成12年度より開発を行ってまいりました。
望遠鏡部を国立天文台と三菱電機が、焦点面検出器を米国NASAのコントラクターであるロッキードマーチン社が、分担して製作にあたってきたものです。
• このたび、国立天文台高度環境試験棟において最終の試験調整がほぼ完了し、– 回折限界性能」の0.2秒角を達成を確認し– 実際の太陽光で基本性能を実証しました
2004/8/27

SOLAR-B記者会見

33

可視光望遠鏡と日本の宇宙技術• 可視光望遠鏡は、我国の先端的宇宙光学技術を駆使することにより、はじめて世界に先駆けて実現しました。
• これらの技術には、高性能複合材料を活用した望遠鏡
構造、軽量で高精度の主鏡、衛星のゆれによる像ぶれを高精度で補償する可動鏡システム、太陽光線の熱を効率よく排出する熱システム、宇宙望遠鏡の性能を保障するための地上試験、高度の宇宙望遠鏡システムインテ
グレーション技術などがあります。
• 可視光望遠鏡の完成は、我国の高度な宇宙開発のレベルを示すものであり、今後の日本の宇宙開発のあらたな発展の契機となるものです。
2004/8/27

8月27日 国立天文台

SOLAR-B記者会見

34

17