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惑星間塵雲の空間構造： solar dust ring 仮説について

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)x10 15 kg 寿命 =10 5 yr. 必要な供給量 10 3 kg s -1. 10AU. comets. 26 km/s. 951Gaspra 20x12x11km. 10 3 kg s -1. ISD 2x10 -19 kg m -2 s -1.

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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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Presentation Transcript

  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

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