勝川行雄氏 第１回（平成２０年度）宇宙科学奨励賞を受賞
宇宙科学の発展に寄与した若手研究者の優れた業績をたたえる宇宙科学奨励賞を、 自然科学研究機構国立天文台（台長：観山正見）ひので科学プロジェクトの勝川行雄 （かつかわゆきお）助教が受賞し、本日（３月１０日）東海大学校友会館にて、 授与式が行われました。
宇宙科学奨励賞は、宇宙理学分野及び宇宙工学分野で独創的な研究を行い、 宇宙科学の進展に寄与する優れた研究業績をあげた若手研究者に授与されます。
勝川氏は、太陽物理での大きな謎の一つであるコロナ加熱問題について、 日本の前太陽観測衛星｢ようこう｣の観測データを独創的な解析手法を使って研究し、 コロナ加熱に寄与すると考えられる微小な爆発現象が、 黒点付近で毎秒数百万個発生していることを示しました。 また、他の太陽観測衛星や地上観測のデータを利用し、 コロナ加熱が発生する場所が磁場や速度場の微細な構造に 強く依存していることを明らかにしました。 これらの研究を進めながら勝川氏は、太陽観測衛星｢ひので｣に搭載された、 太陽専用望遠鏡としては衛星軌道上で最大口径を持つ、 可視光・磁場望遠鏡(SOT)の開発・作成に貢献し、 衛星打ち上げ後は望遠鏡の運用責任者として活躍しています。 これらの研究業績と衛星搭載望遠鏡の開発・運用に対する寄与が、 今回の受賞理由となりました。
今回の受賞について、勝川氏は、 ｢｢ようこう｣や｢ひので｣の開発・運用に長期に渡りご尽力された、 宇宙科学研究本部や国立天文台のひのでチームの皆様、 特に常田先生に感謝したいと思います。 また、｢ようこう｣、｢ひので｣のプロジェクトマネージャーを務められた、 今は亡き小杉先生に受賞の報告ができないのが残念でなりません。 ｢ひので｣によってコロナを加熱するメカニズムの断片が見え始めてきました。 その断片を集めて謎の解明につなげていきたいです｣ と話しています。
宇宙科学振興財団 宇宙科学奨励賞ホームページから転載
研究題目：｢ようこう｣・｢ひので｣による太陽電磁流体現象の観測的研究
太陽においては黒点の消長やプレアの発生など大規模な現象だけでなく比較的小さな現象も多発している。 ｢ようこう｣と｢ひので｣の観測はこれらのミクロ現象が大規模現象におとらず重要であることを示し、 太陽物理学研究に新たな局面を開いた。勝川行雄氏はその第一線にあって活動し、 コロナ加熱に対する微小フレアの寄与、高温コロナループに対応する光球領域の磁気的特徴、 黒点半暗部・彩層からのプラズマ噴出の構造、および黒点の崩壊過程についての研究において顕著な業績をあげた。 また、｢ひので｣衛星の開発と運用における寄与も大きい。それぞれの業績を以下に記す。
- 太陽コロナの加熱メカニズムとして、 大きくわけて微小フレアによる加熱と磁気流体波の散逸による加熱の二つが提唱されている。 いずれの説においても、磁気エネルギーを散逸させるためには空間的に微細な物理過程が鍵をにぎっている。 勝川氏は、｢ようこう｣ 衛星で観測された軟Ｘ線強度のゆらぎの分布とガウス分布との相違から光子ノイズ以外の成分に関する情報を取り出し、 これが多数の微小フレアによる加熱として解釈できることを示した。 さらにそのエネルギーが1020 から 1021 erg 程度であり、 活動領域当たりの発生頻度が毎秒百万回程度であると見積った。従来とは異なる手法によって得られたこの研究成果は、 微小フレアによるコロナ加熱について定量的な検討を可能にするものとして広く関心を集め、 Parker教授も講演・総説・著書において重く用いている。
- コロナ加熱の解明のためには、 エネルギー源となる光球とエネルギー散逸領域であるコロナを同時に調べることが重要である。 勝川氏は、｢ようこう｣衛星、｢ＴＲＡＣＥ｣衛星と米国立天文台のAdvanced Stokes Polarimeterとの同時観測を組織し、 コロナループの温度と足元の光球の磁場構造に明瞭な関係があることを見出した。すなわち、 光球観測の１画素中において磁力管が占める面積の比 (filling factor) が、 高温のコロナループの足元よりも低温の場合の方が大きいのである。これはコロナ加熱率が単純に磁場強度で決まるのではなく、 磁場や速度場の微細な構造に依存していることを示す重要な発見である。 ぴっちりと詰まっている場合よりもまばらな場合の方が磁力管が動きやすくもつれやすいために、 磁場エネルギーの散逸が大きいのであろうと勝川氏らは示唆している。
- ｢ひので｣衛星は世界初の大口径可視光望遠鏡によって磁場と対流の相互作用による加速や加熱の現場をとらえているが、 勝川氏は黒点内で発生する微細なジェット（プラズマ噴出現象）を発見した。黒点の半暗部・彩層で観測されるこのジェットは、 従来から知られていた現象と比較してサイズが１秒角以下と小さくまた間歇的である。黒点半暗部上空に至るところで発生しており、 見掛け上の運動速度が音速を越え、微小フレアのうち弱いものと同程度のエネルギーを持つことから、 彩層やコロナの加熱との関連でも注目される現象である。発生機構としては、 半暗部の磁場構造に関連した磁力線リコネクションが有望とされる。
- ｢ひので｣ 衛星搭載可視光望遠鏡の開発において、勝川氏は望遠鏡の組み立て工程における精密計測、 熱真空環境下での性能計測、実太陽光を使用した試験などで長時間にわたる光学的な計測と解析を担当し、 回折限界性能の実現に余人をもって代えがたい貢献をした。特に、勝川氏の高い解析的能力により、 大量の実験データの中から多くの問題点とその解決の方向が明らかにされたことは顕著な功績である。
- 可視光望遠鏡の運用においても、 勝川氏は運用責任者として、軌道上の観測装置を安全に保ちつつ、 複雑な科学運用を円滑に進める上で重要な役割を果たしている。
このように、勝川氏は、｢ようこう｣・｢ひので｣衛星の観測に基づいて太陽物理学の最先端を切り開く研究成果をあげ、 また｢ひので｣搭載可視光望遠鏡の開発と運用においても重要な役割を果たしてきた。
受賞に関連する勝川氏の論文
"Small Fluctuation of Coronal X-Ray Intensity and a Signature of Nanoflares"
Katsukawa, Y. and Tsuneta S. 2001, ApJ, 557, p. 343
"Spatial and Temporal Extent of Solar Nanoflares and Their Energy Range"
Katsukawa, Y., 2003, PASJ, 55, p. 1025
"Magnetic Properties at Footpoints of Hot and Cool Loops"
Katsukawa, Y. and Tsuneta S. 2005, ApJ, 621, p. 498
"Small-Scale Jetlike Features in Penumbral Chromospheres"
Katsukawa, Y., Berger, T. E., Ichimoto, K., Lites, B. W., Nagata, S., Shimizu, T., Shine, R. A., Suematsu, Y., Tarbell, T. D., Title, A. M., Tsuneta, S. 2007, Science, 318, 5856, p. 1594.
"Formation Process of a Light Bridge Revealed with the Hinode Solar Optical Telescope"
Katsukawa, Y. , Yokoyama, T., Berger, T. E., Ichimoto, K., Kubo, M., Lites, B., Nagata, S., Shimizu, T., Shine, R. A., Suematsu, Y., Tarbell, T. D., Title, A. M., Tsuneta, S., 2007, PASJ, 59, p. S577
"The Solar Optical Telescope for the Hinode Mission: An Overview"
Tsuneta, S., Ichimoto, K., Katsukawa, Y., Nagata, S., Otsubo, M., Shimizu, T., Suematsu, Y., Nakagiri, M., Noguchi, M., Tarbell, T., Title, A., Shine, R., Rosenberg, W., Hoffmann, C., Jurcevich, B., Kushner, G., Levay, M., Lites, B., Elmore, D., Matsushita, T., Kawaguchi, N., Saito, H., Mikami, I., Hill, L. D., Owens, J. K., 2008, Sol. Phys., 249, p.167
"The Solar Optical Telescope of Solar-B (Hinode): The Optical Telescope Assembly"
Suematsu, Y., Tsuneta, S., Ichimoto, K., Shimizu, T., Otsubo, M., Katsukawa, Y., Nakagiri, M., Noguchi, M., Tamura, T., Kato, Y., Hara, H., Kubo, M., Mikami, I., Saito, H., Matsushita, T., Kawaguchi, N., Nakaoji, T., Nagae, K., Shimada, S., Takeyama, N., Yamamuro, T., 2008, Sol. Phys., 249, p.197
"Polarization Calibration of the Solar Optical Telescope onboard Hinode"
Ichimoto, K., Lites, B., Elmore, D., Suematsu, Y., Tsuneta, S., Katsukawa, Y., Shimizu, T., Shine, R., Tarbell, T., Title, A., Kiyohara, J., Shinoda, K., Card, G., Lecinski, A., Streander, K., Nakagiri, M., Miyashita, M., Noguchi, M., Hoffmann, C., Cruz, T., 2008, Sol. Phys., 249, p.233