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惑星間塵雲の空間構造: solar dust ring 仮説について

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惑星間塵雲の空間構造: solar dust ring 仮説について

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  1. 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

  2. 惑星間塵雲の収支 塵雲の総質量 = (2-11)x1015 kg 寿命=105 yr 必要な供給量103 kg s-1 10AU comets 26 km/s 951Gaspra 20x12x11km 103 kg s-1 ISD 2x10-19 kg m-2 s-1 asteroids comets+asteroids = 103 kg s-1 105 kg s-1 星間塵(ISDs)は通過・衝突・昇華

  3. 惑星間空間でのダストの軌道進化 寿命 PR s>1mmはPoynting-Robertson 効果 s<1mmはLorentz force Lorentz 塵半径 離心率 e Poynting-Robertson effect 傾斜角 i a.eを変える Lorentz force iも変える 長半径 a

  4. PR effect + sublimationでdust-free-zoneの縁に塵の集積が生まれる 太陽近傍でのダストの軌道進化 Solar dust ring 相対密度 日心距離(Ro) dust ring Dust-free-zone PR sublimation 塵半径 日心距離

  5. 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

  6. F-corona(ダスト) & K-corona(電子) 日心距離 4R◎≦ F-coronaが主役 輝度 Clementine2002 可視輝度分布 MacQueen1968 近赤外線輝度分布 太陽離角

  7. 太陽近傍 MacQueen 1968, balloon

  8. Clementine 3o<太陽離角<30o 月周回軌道上の衛星から日食撮像 Venus

  9. 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 Hahn et al. (Icarus 158, 360, 2002) 長周期彗星

  10. Symmetric plane vs. Jupiter’s plane i (inclination) W (asending node) Jupiter1.30o 100.5o Invariant plane1.60o 105o Venus3.40o 76.7o 2.03o 77.7o(COBE model at 1AU) ZL clouds 3.0o±0.3o 87o±4o (Helios1/2, < 1AU) 1o-2o 107o(MacQueen 1968,F-corona,1o-2o E) (課題)F-coronaの対称面の推定

  11. Solar dust ring(s)仮説の検証 P-R effect + sublimationで dust-free-zoneの縁に塵の集積が生まれる

  12. 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?

  13. 太陽のリング 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 1966年11月12日の日食時 MacQueen 1968, Ap J. 154, 1059

  14. 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

  15. Peterson’s east-west peak data on Nov. 12, 1966 (Peterson 1969, Ap J. 155, 1009)

  16. 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

  17. l=10mm by Concorde 001 Jun 30, 1973 solar eclipse Lena et al. 1974, A&A 37, 81 5mWcm-2 sterad-1m-1

  18. 1983年以降の観測では盛り上がりがみつかっていない!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)

  19. Negative/positiveの放射強度に特徴が無い Ohgaito et al. 2002

  20. 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

  21. 2009.7.22皆既日食における 太陽ダストリング仮説の検証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。

  22. Polarization at solar eclipse of 1991 July 11 in Mexico Tanabe et al. (1992, PASJ 44,L221) 6.4RSUN 6RSUN N 532.5nm 596.5nm E 720.0nm 801.5nm Cirrus cloudsの処理が苦しい 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

  23. 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

  24. 終わり

  25. 付録

  26. 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

  27. Asymmetry of ZC detected by IRAS ○leading ●trailing

  28. COBE/DIRBE Kelsall et al.(1998)

  29. 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

  30. Dust Cloud near the Sun. Ingrid Mann, Alexander Krivovand Hiroshi Kimura , Icarus 146, 568-582, 2000

  31. DIRBE model by Kelsall et al. (1998, Ap J. 508, 44) based on the data at 1 AU

  32. 塵雲の対称面 Leinert 1975 Space Sci. Rev. 18, 281

  33. 太陽近傍 4-8 RSUN 1-0.3 AU

  34. The eclipse corona: reality and possible research during the 1999 eclipseRusin,V.Rybansky,ハM.,Contributions of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, vol. 28, no. 3, p. 187-200