概要

「ひので (Hinode, SOLAR-B)」は、太陽観測を目的とした日本の人工衛星であり、2006年9月23日に打ち上げられました。そのミッションは、太陽活動や加熱現象の物理的機構を解明することです。特に、以下のテーマに焦点を当てています：

1. 太陽磁場の生成や変遷の過程の理解
2. 高温コロナやコロナ活動の成因となる磁気エネルギー輸送過程の解明
3. フレアやコロナ質量放出 (CME) などの爆発現象のエネルギー解放の理解

このミッションは、日本の宇宙科学研究所宇宙航空研究開発機構/ (ISAS/JAXA) と国立天文台 (NAOJ) の他、アメリカ航空宇宙局 (NASA)、イギリスの素粒子物理学・天文学研究協議会（PPARC; 現STFC）を含む国際的な協力体制で実施されました。

衛星は、重量約 900 kg、約 1.6 m × 約 1.6 m × 約 4 m の直方体で、高度約 680 km、軌道傾斜角 98 度の太陽同期円軌道を、1周98分の速さで周回しています。3 種類の主な観測装置が搭載されており、国際的な研究者たちが提案する観測計画に基づいて観測が実施されます。

観測装置について

Solar Optical Telescope (SOT)

SOTは、口径 0.5 m のグレゴリー式望遠鏡です。SOTの観測装置は、Filtergraph (FG) と Spectro-polarimeter (SP)で構成され、ブレを補正するための Correlation Tracker（CT）も搭載されています。 可視光の波長域 (388-668 nm) を 0.2-0.3 秒角 (太陽表面の 140-210 km程度) という非常に高い分解能で連続して観測することができ、約6000度の太陽表面 (光球) から約1000キロメートル上空の彩層 (約 1万度) の可視光画像を取得するとともに、偏光を利用して磁場ベクトル 3 成分の高精度画像を取得することができます。

Filtergraph (FG)

FG は、特定の波長に対応するフィルタを通して太陽光球や彩層の画像を取得する装置で、広帯域（Broadband Filter Imager: BFI）と狭帯域（Narrowband Filter Imager: NFI）の2つのモードを持っています。これらのモードは異なる視野、パスバンド、スペクトル領域をサンプリングします。FG を用いた高解像度の画像は、プラージュや黒点のような太陽表面の微細構造を明らかにします。しかし 2016年2月に過電流故障を起こし、観測を停止しました。

Spectro-Polarimeter (SP)

SP は、太陽表面の磁場の偏光観測を行う装置です。波長 630.2 ナノメートル付近の鉄原子 (Fe I) 吸収線を利用して、太陽の局所的な磁場強度や方向を非常に高い精度で解析することが可能です。SP の観測結果は、太陽の磁場の時間変化や局所的な磁場の生成と消失に関する重要なデータを提供しています。

Correlation Tracker (CT)

CT は、太陽の自転や観測装置自身の微小な動きを補正するためのシステムです。観測対象の位置を常に追跡し、観測画像がブレないように補正します。CT は高い観測精度を確保し、SP や FG が取得するデータの品質を向上させる役割を担っています。

X-Ray Telescope (XRT)

XRT は、100万度から1000万度のコロナやフレアから放射される X 線を観測する、口径 0.35 m の斜入射型X線反射望遠鏡です。約 2 秒角の解像度で、0.2-20 nm の波長域の X 線画像を取得することができます。また 34 分角の視野を持ち、太陽全体をとらえることができます。 その目的は、活動領域やコロナホールの特徴を解析し、またコロナの加熱問題解明に貢献することです。

Extreme Ultraviolet Imaging Spectrometer (EIS)

EIS は、コロナプラズマから放射される輝線スぺクトルの分光観測を行う装置です。17-21 nm と 25-29 nm の2つの波長域を、2つの大型CCDで同時に観測します。異なるイオン種によって放射される極端紫外線のスペクトルラインを解析することにより、太陽のコロナと遷移層の温度や密度、運動速度などの物理量を得ることができ、太陽大気の加熱メカニズムやエネルギー輸送過程の理解に貢献します。

得られた成果

観測初期に得られたデータから、太陽大気で起きる様々な物理現象を理解する上で重要な新しい発見、例えば、アルヴェーン波の検出、彩層や光球のダイナミックス、太陽風の流源の特定、黒点や静穏領域での微細な磁場構造などがいくつもなされています。

「ひので」によって得られたデータは、太陽活動や宇宙天気の理解に大きく貢献しています。特に、太陽フレアやコロナ質量放出 (CME) のメカニズムに関する新たな知見が得られ、これらの現象が地球の宇宙環境に与える影響についての予測能力が向上しました。

研究者たちは、「ひので」による観測データを他の地上および宇宙ベースの観測装置と統合し、さらに詳細な分析を行っています。これにより、太陽の磁気活動やその変動に関する理解が深まり、将来的な宇宙ミッションや宇宙天気予報の精度向上に寄与することが期待されています。

ミッション概要論文

• Kosugi, T. et al. (2007) Solar Physics - The Hinode (Solar-B) Mission: An Overview

装置論文

• Tsuneta, S. et al. (2008) Solar Physics - The Solar Optical Telescope for the Hinode Mission: An Overview
• Suematsu, Y. et al. (2008) Solar Physics - The Solar Optical Telescope of Solar-B (Hinode): The Optical Telescope Assembly
• Ichimoto, K. et al. (2008) Solar Physics - Polarization Calibration of the Solar Optical Telescope onboard Hinode
• Shimizu, T. et al. (2008) Solar Physics - Image Stabilization System for Hinode (Solar-B) Solar Optical Telescope
• Lites, B. W. et al. (2013) Solar Physics - The Hinode Spectro-Polarimeter
• Lites, B. W. et al. (2013) Solar Physics - The SP_PREP Data Preparation Package for the Hinode Spectro-Polarimeter
• Golub, L. et al. (2007) Solar Physics - The X-ray Telescope (XRT) for the Hinode Mission
• Kano, R. et al. (2008) Solar Physics - The Hinode X-Ray Telescope (XRT): Camera Design, Performance and Operations
• Narukage, N. et al. (2011) Solar Physics - Coronal-Temperature-Diagnostic Capability of the Hinode/X-Ray Telescope Based on Self-Consistent Calibration
• Narukage, N. et al. (2014) Solar Physics - Coronal-Temperature-Diagnostic Capability of the Hinode/ X-Ray Telescope Based on Self-Consistent Calibration. II. Calibration with On-Orbit Data
• Culhane, J. L. et al. (2007) Solar Physics - The EUV Imaging Spectrometer for Hinode