Solar-C X線望遠鏡サブWG報告坂尾太郎JAXA宇宙科学研究本部
•   Next Generation X-Ray Telescope sub-WG •メンバー : –坂尾(ISAS; Chair)、成影、下条(NAOJ)、渡邉(恭) (ISAS)、石橋(名大) – DeLuca [co-chair], Reeves, Korreck, Golub (SAO), McKenzie (MSU), Lemen (LMSAL), Forbes (UNH), Cirtain (MSFC) •オブザーバー : –堂谷、尾崎、高橋、池田、佐藤(ISAS X線天文グループ) — Warren (NRL), Reardon (INAF)
• Solar-C時代に行なうべきX線撮像観測と、それに必要な観測装置の検討。 –特にX線光子計測型(Photon-counting型)撮像観測の検討。 •検討会議— #1: Kick-off meeting – 2009/3/12-13 @ SAO — #2: 2009/8/10-12 @ SAO — [#3: 2009/12/7-9 @ ISAS (Work meeting)] • GI•NIそれぞれについての検討。 •リソース制約(重量・テレメ)からB案に対する検討が中心。

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観測対象
–コロナループの未だ分解されていない「内部構造」 –コロナ中の電流シート構造、低層大気とのconnectivity –コロナ中の波の伝搬－フレア時の加速粒子によるEUVカーネルの微細構造.必要な観測性能－空間分解能・・～0.1秒角–  撮像頻度･･･AR:～1秒、フレアカーネル:<1秒−　温度範囲･･･1−10 MK [連続的な温度カバレッジが望ましい] –観測視野・ .観測機器－ 25 cmφ直入射鏡複数2-3本。各ミラーに1-3波長セグメント。 –  ピクセルサイズ: 0.1"/pixel （画像安定化装置が必要）[c.f. AIA: 0.6"/pixel] －波長選択・ AIA波長＋αの中から選択。選択波長は未決定（以下の中から選択）。 • 171, 194, 304, 465 (Ne VII), UV (1550), 131/133 (Fe VII/Fe XXII), 335, 94 (Fe XVIII), 211 Ä。 (カッコ内はAIA波長) －撮像頻度• ARに対し、<3 MKラインでは～1秒の撮像頻度が可能。それより高温ラインでは、>100秒の露光時間が必要（焦点面フィルターをなくしても定性的には同じ。）
. Because of the focal plane filters, exposures will need to be longer. Area of 200 cm² may still be satisfactory. NGXT/NI parameters
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(H. Warren)
•「これだけあれば良い」という空間分解能がわからない。「高ければ高いほどよい」以上のものがない。 → 0.1秒角の空間分解能でできるサイエンス、が規定できていない。 •低層大気の諸現象に対して上空の景色を提供する補助望遠鏡、としての位置付け。このイメージャー自身で何が研究できるか不明。
• Photon-counting型を前提に検討している。 ー NIでは観測波長(EUV)に対して検出器のエネルギー分解能が低いため、メリットなし。 — Photon-integration型のGI(SXT・XRTの延長)の検討は未実施。

•観測対象
– 活動領域の高温(>5 MK)成分の分光撮像観測•  EUVの分光診断では探索できない温度域•活動領域の最高温度は？加熱/熱エネルギ一輸送過程
–フレア
・リコネクションにともなう大規模磁場構造中のスペクトル構造。 →ショックの探査。 •特にフレア初期の非熱的X線の空間分布と時間発展。 •   20-30 MKプラズマからの鉄輝線によるマッピング※加速粒子: ambient熱的プラズマからの非熱的乖離→コロナの熱的放射＋非熱的放射→ <1 – 10 keV + (検出器の感度によっては) •低温コロナ(<5 MK)の撮像観測－ GIイメージャーとして•コロナループの全体が見える・活動領域コアのループが見える("moss"にならない） •低層大気とのconnectivityは？ (N.B. 0.5"/pixel)
•  DEM determination * DEM above 5 MK not known.
Hot plasmas with temperature 5–32 MK (most likely >10 MK) present not only in Active (X-ray bright) Regions but also in the Quiet Sun and near the poles, even during solar minimum. → How are they heated? → How are they maintained? → What DEM?
フ一リエ合成型に対し、結像光学系による画像ダイナミックレンジの向上→コロナ中の非熱的X線源の観測Acceleration at the loop top Acceleration at the reconnection point
keV’’ Krucker et al. 2002, Sol. Phys., 210, 445 □ They analyzed the B6 flares observed by the RHESSI and found that the non-thermal spectrum (power-law) continue to around 6 keV. (Asai et al. 2009: Ap. J. 695, 1623-1630) Asai et al. (in press): 2002-July-23 X4.8 flare ● The non-thermal signal from the pre-flare stage of the X4.8 flare.םThe source is in corona.םThe loop top source is non-thermal based on the HXR and Radio Observations.
焦点面アレイにCMOSイメージセンサを使用。 • –米Sarnoff社のCMOSセンサをベースラインとする。 ・「セグメントミラー」の使用。
.焦点距離： ～4 m .プレートスケール:   〜0.4”/8μmピクセル. X線ミラー： Walter-I様の斜入射セグメントミラー（円周の1/8セグメントを使用） l –  Irコーティング必須.斜入射角:   0.9° (TBD; 0.45°-1.8°の範囲で検討中) .撮像モード： −　光子計測撮像モードと光子積算撮像モードを切り替えて観測。光子計測は、受光面中の256×256ピクセル程度の領域で実施。 –
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焦点面フィルター :
−　光子計測撮像時の減光用2k x 2k l光子積算撮像時の解析用.焦点面検出器: l米国Sarnoff社製表面照射型CMOSイメージセンサをベースラインとする。 | 2k×2k(TBD)。8μmピクセル。 .フレーム読み出しレート:光子計測撮像時1000 fps – >=10ビットA/D変換l
Red: Black/Dashed: Black/Dotted: FI CMOS (15 µm Si + 4.2 µm SiO₂ + 0.2 µm Si₃N₄) BI CMOS (5 µm Si + 100 A SiO,) XRT (BI) [for reference purpose only] {NoB; Peep; edge at ~< 2 keV for BicCMOSis:due:to small;(5 µm) Si thickness.) [Rev. A]
XRT Med-Be 16.0s; 16:35:47 UT Expected full-Sun image with FI CMOS (ignoring FOV sizeka) - PC-GI_Science_Performance.ppt 30 October 2009 [Rev. A]
Presence or absence of higher-temperature plasmas (>~5 MK) in ARs not known until now. Cannot be investigated with EUV line spectroscopy. Active Region energetics: • How is thermal energy distributed in ARs? • What is the maximum temperature that a non-flaring AR can attain? AR 0.9deg Flminimal15–NoOp 0.4as8um 3000s.pha Even better low-T diagnostics expected with BI or front-thinned FI detector. Sample pixel binning for NGXT imaging spectroscopy.
NGXT acts as both thermal and non-thermal imager. Where are the reconnection/shock signatures in the global magnetic field configuration? Flare dynamics: • Investigation on energy release, particle acceleration, and shock formation. • Creation of super-hot plasmas and their spatial relationship with N-T sources. • Down to what energy is flare N-T emission present? should be imaged in the NGXT energy range.
•光子計測型X線望遠鏡(GI):空間分解能はmoderateだが–フレアの物理–活動領域の温度分布の理解←軟X線領域(高温コロナ)のspectroscopy観測•超高空間分解能NI望遠鏡: 0.1秒角分解能でのEUVイメージャー –コロナ中の微細構造–低層大気とのconnectivity