太陽面粒子加速 (solar neutron, GLE) 名古屋大学太陽地球環境研究所 松原豊 2005 年 1 月 12 日 太陽圏シンポジウム・ STE 研究集会 名古屋大学東山グリーンサロン

内容 1. 太陽フレアと プロトンイベント 2. プロトンイベントと 太陽中性子（これがメイ ン）

中性粒子を宇宙線起源探索 の探針として使う！ Neutral particles produced at the acceleration site are used They are not reflected by magnetic fields in space Neutral particles keep information on the acceleration site

中性子＝イオン加速の証拠 p + N n + X neutron dacay time ≒ 900 sec neutron mass ≒ 1 GeV 通常中性子は 1.8 AU しか走れな い！ relativistic case: >1.8 AU neutron can travel even our galaxy

World-wide Solar Neutron Telescopes

Ground Level Enhancement: % July 日

2000 年 7 月 14 日 GOES Soft-X Proton >10MeV X5.7 >50MeV >100MeV 3 days

GOES X-ray vs Proton 40 － 80MeV X-ray 80 － 165MeV 165 － 500MeV 軟 X 線の方が立ち上がりが早い！

GOES Proton vs Neutron Monitor 40 － 80MeV NM: Apatity (0.65GV ) 80 － 165MeV 165 － 500MeV 高エネルギーほど早い立ち上がり！

GOES vs Neutron Monitor: X-ray Apatity 165 － 500MeV (1) X (2) NM (3) GOES-proton の順

World-wide neutron monitors

GLE: Counting rate increase (%) NA; Nain MA; Mawson FS; Fort Smith CS; Cape Schmidt AP; Apatity Bieber, J. W. et al. 2004

2001 年 4 月 15 日 GOES Soft-X >10MeV X14 >50MeV >100MeV 3 days Proton

List of Ground Level Enhancement 1997 年 11 月 6 日 X 年 5 月 2 日 X 年 8 月 24 日 X 年 7 月 14 日 X 年 4 月 15 日 X 年 4 月 18 日 M1.3??? 2001 年 11 月 4 日 X 年 12 月 26 日 M 年 8 月 24 日 X 年 10 月 28 日 X 年 10 月 29 日 X10.0 by Oulu NM

Proton Event by GOES Definition: >10 particles cm -2 s -1 sr -1 GOES Proton 3 days 10 (>10MeV)

Proton Event by GOES GOES の定義を満たすプロトンイベント GOES Proton 3 days 10

Proton Event by EYE ひいき目にみたプロトンイベント。 GOES Proton 3 days

それでも、 合計 104 うち 30 以上が（ひいきめな）プロ トンイベントを伴わない。 X-class solar flare in the cycle 23

プロトンを伴わない X クラスフレア例 X 2.6 2B N17E X 4.9 1B N33E X 5.3 3B S17E X 6.2 3B N16E X 2.1 2N S21E X 1.5 1B S20W X 4.8 2B S13E X 1.5 SN N15E X 1.6 1N N14W X 3.9 2F N 8W X 3.6 3B S11E X 1.8 SF S12W83 656

やろうとしていること 過去の太陽中性子探索 → 軟 X 線で見て大きなフレアが対象 ここで行うこと → プロトンを伴うフレアも対象

GLE: April 2001 Oulu: April 2001 Counting rate increase (%) 40 0

2001 年 4 月 18 日 GOES Soft-X >10MeV >50MeV >100MeV 3 days Proton

Oulu: UT 3 時頃に >10% の増加。

Position of the Sun :30 UT

Norikura 中性子望遠鏡 >20MeV 中間子 U+L Oulu と同じ頃に増加（増加量は少な い）

乗鞍 64m 2 太陽中性子望遠鏡 >20MeV: アンチカウンターは信号なし n p

Tibet 中性子望遠鏡 >40MeV Oulu と同じ頃に増加（増加量は少な い） >80Me V

GOES X-ray vs Proton 39 － 82MeV X-ray 84 － 200MeV 110 － 500MeV 軟 X 線は C クラス ( C2: S20W- limb) 02:14

GOES Proton vs Neutron Monitor: － 82MeV Oulu (0.8GV ) 84 － 200MeV 110 － 500MeV 高エネルギーほど早い立ち上がり！

中性子望遠鏡 : Norikura vs Tibet: Norikura >20MeV Tibet >40MeV よく似たタイムプロファイル！

Norikura vs Oulu vs Goes-p: Norikura (>20MeV) Oulu (0.8GV ) GOES-p(110 － 500MeV) 乗鞍 (>20MeV) が一番遅い？

期待していたこと 中性子 >Oulu>GOES-proton 実際 Oulu>GOES-proton> 中性子 乗鞍の増加を GLE と思うわけに はいかない (>11.4GV)

Neutron time of flight between Sun and Earth Time: delay from a light プロトンが先に来た？

やはり中性子が先に来た ??? Norikura (>20MeV)

2002 年 5 月 22 日 GOES Soft-X >10MeV >50MeV >100MeV 3 days Proton 10 C5(S19W56 )

Oulu No GLE

GOES-proton 時頃より増加。 MeV MeV 15-44MeV

Position of the Sun :30 UT

Tibet vs Norikura 8 時頃よりチベット増加。 Tibet >40MeV Norikura >20MeV

020522: Tibet vs GOES GOES-p(15-44MeV) Tibet (>40MeV) チベットの方が早い。（解析 中）

まとめ 1. Solar Cycle 23 で GLE は 12 例。 2. X-ray flux とプロトン増加は 必ずしも対応していない。 3. プロトンイベントに対しても 太陽中性子を探すべき 解析中。見つかるかも。

太陽黒点数の変動 ISES Solar Cycle Sunspot Number Progression Jan1992Dec2007

X クラス太陽フレア頻度 Jan.1987 Dec 年間

予期せぬこと X クラス フレア Jan 1, 2005

乗鞍 中間子計 5cm シンチ 2 層 173cm 36m^2

チベット太陽中性子望遠鏡 9m^2

Neutron attenuation in the air Tsuchiya, MeV

List of >M flare around M 7.9 2B S21W X 2.3 3B S23W M 2.3 1F S22W M 1.3 1N S22W X 2.0 SF S19W M 1.0 SF S16W X B S20W M 1.0 1F N16E M 4.1 1F N15E M 3.2 1N N14E M 1.0 1F N18E M 4.0 2N N14E M 2.1 1N N18E

RHESSI: :008:309:00 night SAA