[論文レビュー] Periodicity of ~155 days in solar electron fluence

Partha Chowdhury, P. C. Ray+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 6, 2007

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 36被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、太陽黒点数周期21（1976–1986年）の間、IMP-8宇宙船が観測した高エネルギー電子フレア（E > 10 MeV）を、3つのスペクトル解析法を用いて周期性を検出するため分析した。電子フラクチュエーションに一貫した約155日周期が確認され、電子エネルギーに依存しないリーゲル型周期性の存在を裏付けるものであり、複数の解析手法で一貫した結果が得られた。

ABSTRACT

In this paper we have investigated the occurrence rate of high energetic(E>10 MeV) solar electron flares measured by IMP-8 spacecraft of NASA for solar cycle 21 (June, 1976 to August, 1986) first time by three different methods to detect periodicities accurately. Power-spectrum analysis confirms a periodicity ~155 days which is in consistent with the result of Chowdhury and Ray (2006), that "Rieger periodicity" was operated throughout the cycle 21 and it is independent on the energy of the electron fluxes.

研究の動機と目的

• 太陽黒点数周期21期における高エネルギー電子フラクチュエーションに周期性が存在するかを調査すること。
• リーゲル周期性（約155日）が、電子フラクチュエーションの異なるエネルギー範囲で一貫しているかを特定すること。
• 複数の独立したスペクトル解析手法を用いて、155日周期の頑健性を検証すること。
• この周期性が太陽黒点数周期21期全体にわたり安定的かつ持続的であるかを評価すること。
• 太陽活動の変調を引き起こす背後にある物理的メカニズムの理解に貢献すること。

提案手法

• IMP-8宇宙船が収集した電子フラクチュエーションデータにパワー・スペクトル解析を適用した。
• 周期性の検出における一貫性と正確性を確保するため、3つの異なるスペクトル解析手法を用いた。
• データは1976年6月から1986年8月までの太陽黒点数周期21期をカバーした。
• 高エネルギー太陽フレア放射を特定するために、エネルギー >10 MeV の電子イベントに焦点を当てた。
• 検出された約155日周期の頑健性を確認するため、複数の手法間で結果を照合した。
• 周期性の挙動を異なるエネルギー帯に分けて比較し、エネルギー依存性の有無を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 太陽黒点数周期21期に、約155日周期の高エネルギー電子フラクチュエーションが存在するか？
• RQ2 この周期性が、電子フラクチュエーションの異なるエネルギー閾値で一貫しているか？
• RQ3 複数のスペクトル手法を用いて解析した場合、155日周期の信号はどの程度頑健か？
• RQ4 リーゲル型周期性は、太陽黒点数周期21期全体にわたり持続的か？
• RQ5 電子フラクチュエーションの周期性は、電子のエネルギーに依存しないか？

主な発見

• IMP-8の電子フラクチュエーションデータから、約155日周期の顕著な周期性が検出された。
• 本研究で用いられた3つのスペクトル解析手法すべてで、155日周期が一貫して観測された。
• 周期性は太陽黒点数周期21期全体にわたり安定的かつ検出可能であり、長期的な持続性を示した。
• 複数のエネルギー帯にわたる確認から、周期性が電子フラクチュエーションのエネルギーに依存しないことが判明した。
• ChowdhuryとRay（2006年）の先行研究と整合的に、太陽電子イベントにリーゲル型周期性が存在することを裏付ける結果が得られた。
• 本研究では、~155日周期の信号が単一の解析手法に起因するアーチファクトではないことが確認され、複数の手法で一貫した結果が得られた。