「もったいない精神」で宇宙の天気を読む~複数探査機の多点比較から宇宙線変動と太陽プラズマの関係を解明~

2026-01-14 東京大学

東京大学名古屋大学宇宙地球環境研究所を中心とする国際研究グループは、複数の探査機による多点観測を用いて、太陽から噴出するコロナ質量放出(ICME)と銀河宇宙線変動(Forbush Decrease:FD)との物理的関係を解明した。本研究の特徴は、本来は理学観測用ではない探査機のシステム系観測装置に着目し、「もったいない精神」に基づいて放射線シミュレーションによる較正を行い、太陽プラズマ観測に再活用した点にある。2022年3月に発生したICMEイベントでは、BepiColomboSolar Orbiter、地球近傍探査機が良好な配置で観測を行い、ICMEの進化に対応してFDの形状や深さが変化する様子を追跡することに成功した。本成果は、簡易な装置でもICME構造解析が可能であることを示し、将来の高精度な宇宙天気予報の実現に貢献すると期待される。

「もったいない精神」で宇宙の天気を読む~複数探査機の多点比較から宇宙線変動と太陽プラズマの関係を解明~
本研究で実施した太陽プラズマ噴出物の多点観測の概念図

<関連情報>

フォーブッシュ減少の多点観測により明らかになった2022年3月の惑星間コロナ質量放出の時空間的進化 Spatiotemporal Evolution of the 2022 March Interplanetary Coronal Mass Ejection Revealed by Multipoint Observations of Forbush Decreases

Gaku Kinoshita, Beatriz Sanchez-Cano, Yoshizumi Miyoshi, Laura Rodríguez-García, Emilia Kilpua, Benoit Lavraud, Mathias Rojo, Marco Pinto, Yuki Harada, Go Murakami,…
The Astrophysical Journal  Published: 2026 January 13
DOI:10.3847/1538-4357/ae1834

Abstract

Interplanetary coronal mass ejections (ICMEs) cause “Forbush decreases” (FDs), which are local decreases in background galactic cosmic rays (GCRs). Even though FDs can be observed with simple particle instruments, their amplitude and shape provide physical profiles of passing ICMEs. However, in some cases, previous statistical studies of the heliocentric distance dependence of FD changes associated with ICME propagation have found no strong correlation. We need the criteria for evaluating the relationship between ICME structure and FDs, necessary for the FD’s statistical analysis. This study investigates the effect of the evolution and interactions of ICMEs on FD profiles in the inner solar system using multipoint comparisons. We focus on multipoint ICME observations by Solar Orbiter, BepiColombo, and near-Earth spacecraft from 2022 March 10 to 16, when these spacecraft were ideally located for studying the radial and longitudinal evolution of ICMEs and accompanying FDs. We compared GCR variations with the multiple in situ data and ICME model, clarifying the correspondence between the evolution of each ICME structure in the radial and azimuthal directions and the depth and gradients of the FD. The radial comparison revealed decreases in FD intensities and gradients associated with the expansion of the ICME. The longitudinal difference found in FD intensity indicates longitudinal variations of the ICME’s shielding effect. These results suggest that accurate multipoint FD comparisons require determining the relationship between the observer’s position and the inner structure of the passing ICMEs.

1702地球物理及び地球化学
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