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電波と光学共同観測の課題

電波と光学共同観測の課題. 下条圭美 国立天文台・野辺山太陽電波観測所. 研究会「太陽地上光学観測の新展開に向けて」＠京都大学理学部 6 号館　 2004 年 2 月 27 日. 電波の放射メカニズムと利用法. Radio （マイクロ波 , GHz) Thermal Bremss. :Density, Temp. Optically Thin ならば、温度を仮定して密度を測定可能。 Gyroresonance :Mag. Gyro 周波数は観測周波数と同じ領域から放射。 強度分布から磁場構造が類推できる。

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電波と光学共同観測の課題

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  1. 電波と光学共同観測の課題 下条圭美 国立天文台・野辺山太陽電波観測所 研究会「太陽地上光学観測の新展開に向けて」＠京都大学理学部6号館　2004年2月27日

  2. 電波の放射メカニズムと利用法 • Radio （マイクロ波, GHz) • Thermal Bremss. :Density, Temp. • Optically Thinならば、温度を仮定して密度を測定可能。 • Gyroresonance :Mag. • Gyro周波数は観測周波数と同じ領域から放射。 • 強度分布から磁場構造が類推できる。 • Gyrosynchrotron :Mag., Energy of e • 100MeV程度のエネルギーを持つ電子から放射 • 電波のスペクトルから電子のスペクトルを導出可能 • HXRやγ線では観測出来ないエネルギーの電子を観測

  3. Thermal Bremss.の利用 • Ejectorの密度導出 • 17/34GHzの強度比からEjectorからの放射が熱的な optically thin放射と断定。 • 17GHzの強度から密度算出。 • HXRの放射モデルと17GHzの密度を元に非熱的電子の量を計算。 • Trapされた電子ではないか？という議論に・・・。 Contour: HXR (23-33 keV) Gray Scale: Radio (17GHz) Hudson, Kosugi, Nitta, Shimojo 2001, ApJL, 561, L211

  4. Gyroresonanceの利用 • 黒点付近の磁場構造 VLAでの観測 Gray Scale : SOHO/MDI 可視光 Contour : VLA/8.0GHz 黒点付近で、Gyroresonance放射が 起こる場所をモデル計算 White, et al. 2001

  5. Gyrosynchrotronの利用 • HXR観測のかわりに・・・。 • Hαの観測で、カーネル間の相関をとり、リコネクションをしたループを同定。 • HXR, Micro波のピークとあわせ、エネルギー開放をした場所を特定。 • 加速された電子のスペクトルを電波のスペクトルから導出 Asai, Ishii, Kurokawa, Yokoyama, Shimojo, 2003, ApJ, 586, 624

  6. 電波画像の問題：１ • メカニズムが違う放射が混ざる。 • 非常に強いGyrosynchrotronならば良いが、M-class程度ではGyroresonanceが重なると分離は不可。 • あまり強いGyrosynchrotronだと、絵が収束しなくなる。

  7. 電波画像の問題：２ • 他の観測機器（光学・紫外・Ｘ線望遠鏡）に対して、空間分解能が悪い。 2001/04/10 X2.3 class flare 赤い○が、野辺山へリオグラフ17GHz のビームサイズ

  8. 電波-光学共同観測の有効利用:1 • 電波-光学で補完しあう観測を！ • 例：プロミネンス放出現象の観測 • Hαはプロミネンス内部の微細構造や速度場を見るのに適しているが、速度が速くなると観測波長から逃げてしまう。 • 電波は、内部構造はほぼ見ることが出来ない。しかし、密度依存性（熱的放射）しかないので、全体の動きを長くトレースできる。

  9. １７ＧＨｚ １９５Å 高さ 速度 加速度

  10. 電波-光学共同観測の有効利用:2 • 光球磁場とコロナ磁場の繋ぎに電波を。 17/34GHzだと、周波数が高すぎか・・・。 分解能が悪いといっても、大まかな構造的は補完できるのでは？ （ロシアに研究グループあり） Bastian, Gary, White, 1999

  11. 電波-光学共同観測の有効利用:3 • 粒子加速問題に・・。 • 粒子加速問題で、重要ながら観測からなかなかわからない観測量　⇒ 　pitch angle(磁場と電子の運動方向のなす角） • 電波の観測だけでは難しい。 • Hanaoka, 2003, ApJ, 596, 1347 • Hα Impact polarization で 加速陽子が存在する可能性を指摘。 • Impact polarizationは、視線方向と粒子（電子・陽子）に方向に依存⇒電子のpitch angleの情報が？ • Impact polarizationと電波burstのdurationの関係は？

  12. 電波観測での今後の計画 • Frequency-Agile Solar Radiotelescope 略してFASR(フェーザー）。 • アメリカの計画 • 観測周波数:0.1～30GHz • 周波数分解能　：　1～3% • 空間分解能：　20/ν9 arcsec • アンテナ数：　～１００機 • Baseline: 数km？

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