High-precision polarimetry with a balloon-borne solar telescope: Revealing a conversion process of the magnetic energy conversion in the stellar atmosphere

气球载太阳望远镜高精度偏振测量：揭示恒星大气中磁能转换的过程

• 批准号: 18H03723
• 负责人: 勝川 行雄
• 金额: $ 28.79万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H03723/
• 关键词: 宇宙・天体プラズマ; 太陽物理学; 光学赤外線天文学; 気球搭載装置; 国際協力

本研究では、（１）大気球太陽望遠鏡SUNRISEで高解像度かつ精密な偏光観測を実施するとともに、（２）電磁流体数値シミュレーションによる太陽光球・彩層のモデリングを行い、観測とモデリングの両面から光球・彩層における磁気エネルギー変換プロセスを明らかにする。SUNRISE気球望遠鏡に搭載する近赤外線偏光分光装置SCIP(スキップ; SUNRISE Chromospheric Infrared spectroPolarimeter)を構成する光学素子の設計を実施した。特に、SCIPの結像性能の鍵を握る高精度軸外非球面鏡と偏光分光性能の鍵を握る偏光ビームスプリッタの設計を、全体の波面誤差バジェットを考慮して行い最終仕様を確定させた。平成３０年度中にフライト品の製作を行い、結像性能・偏光性能の評価を行うことで、要求する性能を満足することを実証する計画である。そのため、光学素子評価のための試験設備の構築を進めており、計算機、データロガー、裏面照射CMOSカメラからの画像取り込み装置などを導入した。これらは、平成３１年度実施予定のSCIP光学系の組み立て光学調整や、気球飛翔時に想定される温度環境を模擬した熱試験に使用する計画である。SCIPの設計状況について、国際光工学会(SPIE)にて講演した。電磁流体数値シミュレーションによる太陽光球・彩層のモデリング研究では、太陽表面の渦状流によって発現するねじれた磁場構造が駆動するジェット現象を3次元数値計算で再現し、非局所熱平衡輻射輸送計算を行った。これにより、SUNRISEの高い偏光測定精度によって、ジェット付け根の３次元的な磁場構造をとらえられることを示すことができた。国際会議で成果を発表予定であり、さらに論文を執筆中である。SCIPを協同開発するスペインのグループと、観測ターゲットの検討も開始した。

This study includes: (1) the high resolution and accurate polarization measurement of the large spherical solar telescope SUNRISE;(2) the numerical value of electromagnetic fluids in the solar photosphere and color layer; and (3) the measurement of the magnetic field and color layer. The design of the optical element of the near infrared polarizing spectrometer SCIP(SUNRISE Chromatic Infrared Spectrometer) mounted on the SUNRISE Telescope was carried out. In particular, the key to SCIP imaging performance is to grasp the key to high-precision off-axis aspherical mirror and polarization spectral performance. The design of polarization parameters and the overall wavefront error are considered. The final performance is determined. The production process, evaluation of imaging performance and polarization performance in the 30 th year of Heisei, and the implementation plan of performance requirements The construction of optical element evaluation equipment, computer, CMOS camera, image acquisition device, etc. The SCIP optical system has been optimized in 2011, and the simulation of temperature environment and thermal test are planned. SCIP design status, International Society of Optical Engineering (SPIE) presentation The numerical value of electromagnetic fluid is calculated by three-dimensional numerical method, and the calculation of non-local heat balance radiation transport is carried out. SUNRISE's high polarization measurement accuracy is based on the three-dimensional magnetic field structure. The results of international conferences are expected to be published and papers written. SCIP is a collaborative effort to develop and monitor the development of new technologies.

项目成果

マックス・プランク太陽系研究所(ドイツ)

马克斯·普朗克太阳系研究所（德国）

Sunrise Chromospheric Infrared spectroPolarimeter (SCIP) for the SUNRISE balloon mission

用于 SUNRISE 气球任务的日出色球红外光谱偏振计 (SCIP)

• 发表时间: 2018
• 作者: Katsukawa;Y.;Kubo;M.;Hara;H.;Shimizu;T.;Quintero Noda;C.;Ichimoto;K.;Tsuzuki;T.;Uraguchi;F.;Nodomi;Y.;Suematsu;Y.;Ishikawa;R.;Kano;R.;Tamura;T.;Oba;T.;Kawabata;Y.;Ishikawa;S.;Nagata;S.;Anan;T.;他
• 通讯作者: 他

アンダルシア天体物理学研究所/マドリード工科大学(スペイン)

安达卢西亚天体物理研究所/马德里理工学院（西班牙）

Sunrise Chromospheric Infrared spectroPolarimeter for the SUNRISE balloon-borne solar observatory

用于 SUNRISE 气球载太阳观测站的日出色球红外光谱偏振计

• 发表时间: 2018
• 作者: Suematsu;Y.;Katsukawa;Y.;Kubo;M.;Hara;H.;Shimizu;T.;Quintero Noda;C.;Ichimoto;K.;Tsuzuki;T.;Uraguchi;F.;Tamura;T.;Oba;T.;Kawabata;Y.;Ishikawa;S.;Ishikawa;R.; Kano;R.;Nagata;S.;Anan;T.;他
• 通讯作者: 他