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。
 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
Thermal Bremss.の利用
 Ejectorの密度導出
Contour: HXR (23-33 keV)
Gray Scale: Radio (17GHz)
Hudson, Kosugi, Nitta, Shimojo
2001, ApJL, 561, L211
 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・・・。
Gyroresonanceの利用
 黒点付近の磁場構造
黒点付近で、Gyroresonance放射が
起こる場所をモデル計算
White, et al. 2001
VLAでの観測
Gray Scale : SOHO/MDI 可視光
Contour : VLA/8.0GHz
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
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。
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
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。
１９５Å
１７ＧＨｚ
高さ
速度
加速度
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
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？
電波観測での今後の計画
 Frequency-Agile Solar Radiotelescope
略してFASR(フェーザー）。
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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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