Transcript 乗鞍での今後の太陽中性子観測 （希望）

太陽面粒子加速
(solar neutron, GLE)
名古屋大学太陽地球環境研究所
松原豊
2005年1月12日
太陽圏シンポジウム・STE研究集会
名古屋大学東山グリーンサロン
内容
1. 太陽フレアと
プロトンイベント
2. プロトンイベントと
太陽中性子（これがメイン）
中性粒子を宇宙線起源探索
の探針として使う！
Neutral particles produced at the
acceleration site are used
They are not reflected by magnetic
fields in space
Neutral particles keep information on
the acceleration site
中性子＝イオン加速の証拠
p+N
n+X
neutron dacay time ≒ 900 sec
neutron mass ≒ 1 GeV
通常中性子は1.8 AU しか走れない！
•relativistic case: >1.8 AU
neutron can travel even our galaxy
World-wide Solar Neutron Telescopes
Ground Level Enhancement: 000714
15%
14日
July 2000
GOES
2000年
7月14日
Soft-X
3 days
X5.7
Proton
>10MeV
>100MeV
>50MeV
GOES X-ray vs Proton
X-ray
40－80MeV
80－165MeV
165－500MeV
軟X線の方が立ち上がりが早い！
GOES Proton vs Neutron Monitor
80－165MeV
NM:
Apatity
(0.65GV
)165－500MeV 40－80MeV
高エネルギーほど早い立ち上がり！
GOES vs Neutron Monitor: 000714
165－500MeV
X-ray
Apatity
(1) X (2) NM (3) GOES-proton の順
World-wide neutron monitors
1
10
10
1
Counting rate increase (%)
GLE: 010415
100
50
NA; Nain
MA; Mawson
FS; Fort Smith
CS; Cape Schmidt
AP; Apatity
0
Bieber, J. W. et al. 2004
GOES
2001年
4月15日
Soft-X
3 days
X14
Proton
>10MeV
>50MeV
>100MeV
List of Ground Level Enhancement
1997年11月 6日
1998年 5月 2日
1998年 8月24日
2000年 7月14日
2001年 4月15日
2001年 4月18日
2001年11月 4日
2001年12月26日
2002年 8月24日
2003年10月28日
2003年10月29日
X9.4
X1.1
X1.0
X5.7
X14.0
M1.3???
X1.0
M7.1
X3.1
X17.0
X10.0
by
Oulu NM
Proton Event by GOES
GOES Proton
10
3 days
Definition: >10 particles cm-2s-1sr-1
(>10MeV)
Proton Event by GOES
GOES Proton
10
3 days
GOES の定義を満たすプロトンイベント
Proton Event by EYE
GOES
Proton
3 days
ひいき目にみたプロトンイベント。
それでも、
X-class solar flare in the cycle 23
合計 104
うち30以上が（ひいきめな）プロトンイ
ベントを伴わない。
プロトンを伴わないXクラスフレア例
971127
980818
010825
011213
020520
020703
020723
020830
030611
031103
040716
040818
1259
2210
1623
1420
1521
208
18
1247
2001
943
1349
1729
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
2.6
4.9
5.3
6.2
2.1
1.5
4.8
1.5
1.6
3.9
3.6
1.8
2B
1B
3B
3B
2N
1B
2B
SN
1N
2F
3B
SF
N17E63
8113
N33E87
8307
S17E34
9591
N16E 9
9733
S21E65
9961
S20W51
17
S13E72
39
N15E74
95
N14W59 375
N 8W77
488
S11E35
649
S12W83
656
やろうとしていること
過去の太陽中性子探索
→軟X線で見て大きなフレアが対象
ここで行うこと
→プロトンを伴うフレアも対象
Counting rate increase (%)
GLE: April 2001
40
0
Oulu: April 2001
GOES
2001年
4月18日
Soft-X
3 days
Proton>10MeV
>50MeV
>100MeV
Oulu: 010418
UT 3時頃に >10% の増加。
Position
of the Sun
010418
3:30 UT
Norikura 010418
中性子望遠鏡 >20MeV
中間子U+L
Oulu と同じ頃に増加（増加量は少ない）
乗鞍64m2太陽中性子望遠鏡
n
p
>20MeV: アンチカウンターは信号なし
Tibet 010418
中性子望遠鏡>40MeV
>80MeV
Oulu と同じ頃に増加（増加量は少ない）
GOES X-ray vs Proton
X-ray
02:14
39－82MeV
84－200MeV
110－500MeV
軟X線はCクラス(C2: S20W-limb)
GOES Proton vs Neutron Monitor: 010418
84－200MeV
Oulu
(0.8GV
)
110－500MeV
39－82MeV
高エネルギーほど早い立ち上がり！
中性子望遠鏡: Norikura vs Tibet: 010418
Tibet >40MeV
Norikura >20MeV
よく似たタイムプロファイル！
Norikura vs Oulu vs Goes-p: 010418
Oulu
(0.8GV
)
GOES-p(110－500MeV)
Norikura (>20MeV)
乗鞍 (>20MeV)が一番遅い？
期待していたこと
中性子>Oulu>GOES-proton
実際
Oulu>GOES-proton>中性子
乗鞍の増加をGLEと思うわけには
いかない(>11.4GV)
Neutron time of flight between
Sun and Earth
プロトンが先に来た？
Time: delay from a light
やはり中性子が先に来た???
Norikura (>20MeV)
GOES
Soft-X
2002年
5月22日
C5(S19W56
)
3 days
Proton
10
>10MeV
>50MeV
>100MeV
Oulu 020522
No GLE
GOES-proton 020522
4.2-8.7MeV
8.7-14.5MeV
15-44MeV
8時頃より増加。
Position
of the Sun
020522
7:30 UT
020522 Tibet vs Norikura
Tibet >40MeV
Norikura >20MeV
8時頃よりチベット増加。
020522: Tibet vs GOES
Tibet (>40MeV)
GOES-p(15-44MeV)
チベットの方が早い。（解析中）
まとめ
1. Solar Cycle 23 で GLE は12例。
2. X-ray flux とプロトン増加は
必ずしも対応していない。
3. プロトンイベントに対しても
太陽中性子を探すべき
解析中。見つかるかも。
太陽黒点数の変動
Jan1992
Dec2007
ISES Solar Cycle Sunspot Number Progression
Xクラス太陽フレア頻度
11年間
Jan.1987
Dec.2004
予期せぬこと
Xクラス
フレア
Jan 1, 2005
乗鞍
中間子計
36m^2
5cm シンチ
2層
173cm
チベット太陽中性子望遠鏡
9m^2
Neutron attenuation in the air
0.1
0.001
Tsuchiya, 2001
1000 MeV
List of >M flare around 010418
010409
010410
010411
010412
010412
010414
010415
010420
010420
010422
010423
010423
010424
1520
0506
1256
0256
0939
1715
1319
0501
1951
2037
0119
2015
0533
M 7.9
X 2.3
M 2.3
M 1.3
X 2.0
M 1.0
X 14.0
M 1.0
M 4.1
M 3.2
M 1.0
M 4.0
M 2.1
2B
3B
1F
1N
SF
SF
2B
1F
1F
1N
1F
2N
1N
S21W04
S23W09
S22W27
S22W38
S19W43
S16W71
S20W85
N16E63
N15E55
N14E18
N18E18
N14E23
N18E01
9415
9415
9415
9415
9415
9415
9415
9433
9433
9433
9433
9433
9433
RHESSI: 020522
SAA
night
8:00 8:30 9:00