チベット太陽中性子望遠鏡による 2001年9月24日の太陽フレア中性子の検出 土屋晴文、村木綏A、湯田利典A、松原豊A、﨏隆志A、 渡辺恭子A、瀧田正人、大西宗博、塩見昌司、佐々木孝雄B、 片寄裕作C、堀田直己D、小澤俊介D、 Y.H.TanE （他、Tibet Asγ Collaboration） 東京大学宇宙線研究所、 名古屋大学太陽地球環境研究所 A、 神奈川大工 B、横国大工 C、 宇都宮大 D、中国科学院高能研 E 日本物理学会 第57回年次大会@立命館大学 2002年3月24日 Contents Introduction チベット太陽中性子望遠鏡について（サイト・装置） 2001年9月24日の太陽フレアについて 観測結果 シミュレーションとの比較 （到来方向とタイムプロファイル） まとめ Introduction 太陽フレア時の >GeV粒子（核子）生成の 瞬間をとらえたい。 惑星間空間磁場の影響を受けない中性粒子による 観測が必要。 電磁波（電波～γ線）による豊富な観測があるが、 ほとんどが電子からの放射。 我々は、太陽フレアにともなって放出される中性子 （太陽中性子）を観測することで、太陽フレアにおける 核子成分の加速機構を解明したい。 チベット太陽中性子望遠鏡について （サイト） 中華人民共和国 チベット自治区 Yangbajing Bolivia Switzerland Tibet Norikura Hawaii Armenia Tibet AS γ 実験サイトを使用。 北緯 30.11°、東経 90.53° 標高 4300m 鉛直大気柱密度 603g/cm2 チベット太陽中性子望遠鏡について（装置） Plastic scinti PRC Wood ・3m×3m×40cm(厚)のプラスチック シンチレータで中性子を陽子に変換。 ・上側5面を比例計数管で覆い、荷電粒子を排除。 ・下層に井桁に組んだ比例計数管で陽子の方向を測定。 ・方向層には計20cmの木材があり、陽子に対して210MeV(垂直)の threshod energyを持つ。 2001年9月24日の太陽フレア Region 9632, X2.6/2B, S16E23, ten flare, IV burst, Full halo CME 9:32UT X2.6 12:15UT Proton event >10MeV >50MeV >100MeV 9:32UT 10:38UT 観測条件 2001年9月24日9：32UTの チベットでの太陽天頂角は 約60° 太陽方向の大気厚さは ～1200g/cm2 最短経路効果を考慮すると、 ～860g/cm2 観測結果 8：30UT－10：30UT 低エネルギーチャネル （Anti・Scinti)一分値 >40MeV 9:32UT >80MeV フレア開始（9：32UT）直後に 小さな増加があるが、 有意ではない。 >120MeV >160MeV >40MeV >80MeV >120MeV >160MeV 観測結果（方向別） 方向別シグニフィカンス ±3.7σ N W 9:30 UT 9:32 UT 9:34 UT 9:36 UT E S フレアスタート時（9：32UT）の 9:38 太陽位置 UT 散乱を考えた後の見かけの 太陽位置(Shibata, Valdes Galicia) 9:40 UT 方向別 チャネル 組み合わせ （2分値） 増加方向一日分 移動平均と標準偏差 これ シミュレーションとの比較 Power Law at the Sun. F(Tn)dTn = C・Tn-α dTn (Tn=230-1700MeV) Decay in Flight. Attenuation in the Earth’s atmosphere. (Shibata model) Zenith Angle :60° Detector Response (Geant3 or Geant4) 到来方向分布 シミュレーション結果。 べき４．５、装置上で >300MeVの中性子。 2001/9/24 の観測結果 タイムプロファイル２ べき４．５ １０秒値 300sec 300sec べき４．５ ２０秒値 タイムプロファイル３ べき 3.5 べき 4.0 べき 4.5 べき 5.0 まとめ ・ 2001年9月24日のＸ2.4クラスの太陽フレアに 伴って、チベット太陽中性子望遠鏡で中性子の 信号が得られた。 ・ >300ＭｅＶの中性子の到来方向は、大気内散乱 から予想される方向を向いていた。 ・ 信号増加のタイムプロファイルは中性子がindex ～-4.5のべき型スペクトルを持つとして説明がで きる。 ・ 中性子発生時刻にHXRの増加は見られなかっ た（ようこう）。 ・電子と陽子が異なる加速機構を持つ？ ・電子が彩層に到達できなかった？ シンクロトロン放射による 電波が見えるはず。 今後の課題 ・ 装置のシミュレーションを完成させ、全チャネルの カウント数を説明する。 ・ 中性子モニタのデータとの比較。 ・ タイムプロファイルとMC計算の比較から、太陽での スペクトル、加速時刻、加速エネルギーの上限等の 物理量を決定する。 ・ 他波長観測結果との比較（なぜHXRがないか、 電波でシンクロトロン放射がみえているか、γ線は？） ようこうSXT画像 9:25:12 9:27:20 9:29:28 9:31:36 9:34:00 9:36:24 9:38:32 9:40:40 9:42:48 9：32UT ようこうHXT プロファイル ようこうHXTプロファイル２ シミュレーション結果いろいろ べき ３．５ べき ４．０ シミュレーション結果いろいろ２ べき ４．２ べき ４．５ タイムプロファイル 方向マップ１（フレア前） 8：22－8：51UT 方向マップ（フレア直前） 8：52－9：21UT 方向マップ（フレア前後） 9：22－9：51UT
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