向井 正

Report
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

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