Investigation of solar high energy plasma with high-sensitivity X-ray imaging spectroscopic observations

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本年度、本研究課題の中心となる実験 Focusing Optics Solar X-ray Imager の3回目の打ち上げ (FOXSI-3) を実施し、photon-counting の手法により、0.5-5 keV の軟X線領域において太陽の撮像分光観測を世界で初めて実現した。FOXSI-3 の打ち上げは2018年9月7日に米国ニューメキシコ州ホワイトサンズから行われ、弾道飛行中に予定通りおよそ6分間太陽を観測し、ほぼ太陽全面にわたって撮像分光データを取得することに成功した。FOXSI-3 ロケット実験の成功は、研究課題である「高感度X線撮像分光観測による太陽高エネルギープラズマの探査」を実現したことに他ならない。これまで技術的に困難であった、太陽における諸現象の空間スケールをカバーし、それらの現象の時間スケールを分解できる高い時間分解能は、本研究において開発した高速 CMOS 撮像分光システムにより可能となった。FOXSI-3 により、巨大フレアが発生している時間帯以外においても、コロナの高エネルギープラズマが発するX線連続スペクトルの放射と、高エネルギープラズマ中のイオンによる線スペクトルの放射を別々に定量評価することが太陽で初めて可能となり、平衡状態を仮定する従来の手法では得られなかった新たな情報を得ることができると考えられる。本研究の成果を発展させ、観測衛星計画 PhoENiX により高感度太陽X線撮像分光観測を進める。