Transcript 向井 正
惑星間塵雲の空間構造： solar dust ring仮説について 向井正（神戸大・理学研究科） ＆ 2009年日食ダスト隊 「かごしま丸2009皆既日食観測」ワークショップ 鹿児島大学理学部 2009-3-1 惑星間塵雲の収支 塵雲の総質量 = (2-11)x1015 kg 命=105 yr 951Gaspra 寿 必要な供給量 10AU comets 26 km/s 103 kg s-1 20x12x11km ISD 2x10-19 kg m-2 s-1 asteroids comets+asteroids 星間塵(ISDs)は 通過・衝突・昇 華 103 kg s-1 = 103 kg s-1 105 kg s-1 惑星間空間でのダストの 軌道進化 s>1mmはPoyntingRobertson 効果 寿 命 PR Lorentz s<1mmはLorentz force 塵半径 離心率 e PoyntingRobertson effect 傾斜角 i a.eを変える Lorentz force 長半径 a iも変える 太陽近傍でのダストの 軌道進化 PR effect + sublimationでdust-free-zone の縁に塵の集積が生まれる Solar dust ring 相 対 密 度 日 心 距 離 dust ring (Ro) Dust-free-zone PR sublimation 塵半径 日心距離 2009年日食ダスト隊の観測項目 （目的） 太陽近傍塵雲の空間構造の解明 ○ 塵雲の空間分布の推定（≧3R◎） ○ Solar dust ring(s)仮説の検証（〜４R◎） （観測） Fコロナの２次元輝度分布/偏光分布 ● 可視広視野CCDカメラ ● 近赤外線冷却測定器 F-corona（ダスト） & K-corona（電子） 日心距離 4R◎≦ F-coronaが 主役 輝 度 Clementine2002 MacQueen1968 近赤外線輝度分布 可視輝度分布 太陽離角 太陽近傍 MacQueen 1968, balloon Clementine 3o<太陽離角<30o Venus 月周回軌道上の衛星から日食撮像 塵雲モデルによる 輝度分布の解析 塵として3種類の 傾 斜角分布を仮定 小惑星＋木星族彗星 ハレー族彗星 長周期彗星 Hahn et al. (Icarus 158, 360, 2002) Symmetric plane vs. Jupiter’s plane i (inclination) W (asending node) Jupiter 1.30o 100.5o Invariant plane 1.60o 105o Venus 3.40o 76.7o 2.03o ZL clouds 3.0o±0.3o 1o-2o 77.7o (COBE model at 1AU) 87o±4o (Helios1/2, < 1AU) 107o (MacQueen 1968, F-corona, 1o-2o E) （課題）F-coronaの対称面の推定 Solar dust ring(s)仮説の検証 P-R effect + sublimationで dustfree-zoneの縁に塵の集積が生まれる 惑星のリング 土星 天王星 木星 太陽にもリング は在るのか？ 太陽のリング 1966年11月12日の日食時 East limb of the sun, 波長2.2 mm Unfavorable scan speed-to-time constant ratio of 3.8RSUN sec-2 ２回のみ MacQueen 1968, Ap J. 154, 1059 1967年1月9日，バルーン＋ コロナグラフ 波長2.2 mm Flight time 5.25 hours 2.7-16.2 RSUN, 1.25 RSUN/min scan speed-to-time constant ratio of 0.007RSUN sec-2 １８回 Scan time 2.4min=0.5o rotation of ecliptic plane at 4RSUN Peterson’s east-west peak data on Nov. 12, 1966 (Peterson 1969, Ap J. 155, 1009) 1983年6月11日インドネシア日食 バルーンによる近赤外線サーベイ測 光(Mizotani et al. 1984, Nature 312, 134) 波長1.65mmでピーク有り l=10mm by Concorde 001 Jun 30, 1973 solar eclipse Lena et al. 1974, A&A 37, 81 5mWcm-2 sterad-1m-1 1983年以降の観測では盛り上がりがみつかっていない！ ダストリングは消えたのか？ リング無し リング有り Ohgaito et al. (2002, Ap J. 578,610) Negative/positiveの放射強度に特徴が無い Ohgaito et al. 2002 ピークの スペクトル の不思議 異常に高い （通常の塵 モデルで説 明できない） 波長 2009.7.22皆既日食における 太陽ダストリング仮説の検証 • 可視測光撮像 地球近傍塵雲（前方散乱）で隠される • 近赤外線撮像 リングからの熱放射を測定できる • 可視偏光撮像 リング（散乱角90°）の大きな偏光度が期 待できる。 Polarization at solar eclipse of 1991 July 11 in Mexico Tanabe et al. (1992, PASJ 44,L221) 6RSUN 532.5nm N E 720.0nm Ringに対応するp(%)の変動は無かった Coronal streamerに沿って高い偏光度 6.4RSUN 596.5nm 801.5nm Cirrus cloudsの処理 が苦しい Solar dust ringsはなぜ消えたのか？ １。太陽活動との関連 ２。塵の供給量の時間変化 ３。リング内に濃淡が在る 検証のために2009.7.22に測定を行なう 終わり 付録 仮説；solar dust ringの濃淡を反映 地球軌道に沿った塵雲の濃淡（モデル） Dermott et al. (1994) Nature 369, 719 Asymmetry of ZC detected by IRAS ○ leading ● trailing COBE/DIRBE Kelsall et al.(1998) 仮説；塵雲には軌道に沿った濃淡がある • 例；地球軌道の共鳴雲 • 4 RSUN地点の塵雲に濃淡があるとすれば、ケプ ラー周期(22.3時間）と比べて、極端に短い日食 期間（最大6分程度）では、濃い部分と淡い部 分に当たる確率がある。 • MacQueenのバルーンは全周の1/4をカバー ◎ 仮説の検証のための塵の軌道進化のシミュ レーションが必要（1AUの濃淡は、4RSUNまで生 き残るか？） ◎ 過去の観測時刻におけるケプラー周期の位置 ◎ 観測はwest, eastを同時に見ること Dust Cloud near the Sun. Ingrid Mann , Alexander Krivov and Hiroshi Kimura , Icarus 146, 568-582, 2000 DIRBE model by Kelsall et al. (1998, Ap J. 508, 44) based on the data at 1 AU 塵雲の対称面 Leinert 1975 Space Sci. Rev. 18, 281 太陽近傍 4-8 RSUN 1-0.3 AU The eclipse corona: reality and possible research during the 1999 eclipse Rusin, V. Rybansky,ﾊM., Contributions of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, vol. 28, no. 3, p. 187-200