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Igor Pro (イゴールプロ)
導入事例

宇宙物理学の研究

宇宙物理学研究プロジェクトのデータ解析に IGOR を活用

空には虹の他にも我々の目を楽しませてくれる色彩豊かな自然現象が存在します。オーロラの出現です。オーロラは通常、北極または南極地域の夜空で青や緑や赤の色を放つ様子が観測されます。その形態には様々な種類があります。ほとんど静止したままカーテン状に水平方向に伸縮するものや、見えない点から光線が発せられるようなもの、あるいは、夜空全体をらせん状に覆い尽くすものや、まとまりのない花火のように無秩序に散らばりチカチカと点滅するものもあります。スペースシャトルで撮影された右の写真のように、オーロラは宇宙空間から観測することもできます。オーロラの発生は、太陽嵐が地球周辺の宇宙環境まで到達し、それによって、高々度空間で激しい電磁気現象が発生していることの現れです。

東西に連なる極地上空のオーロラ
スペースシャトルから撮影されたオーロラ

大気圏の悪天候が家屋や施設にもたらす損害と全く同様に、宇宙嵐は、通信システムや地球規模の気象観測、あるいは、ナビゲーションシステムなど宇宙空間にある様々な資産に影響を与え動作障害を引き起こすほか、宇宙飛行士や民間航空機で極地上空を飛行する人々の生命をも危険にさらします。こうした宇宙嵐が原因で地上の電力網でさえ停電の影響を受けることがあります。オーロラの活動に関連する宇宙嵐の原因を調査するために 2007年2月17日に発足した THEMIS は、「極磁気嵐発生時における事象の時間履歴とマクロスケールの相互作用(Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms)」の頭文字を取って名付けられた NASA のミッションです。宇宙空間には5つの人工衛星を、地上には複数の基地局からなるネットワークを配備しています。このミッションで計測される物理的パラメータには、地上基地局から送られるオーロラの強度や磁場のほかに、宇宙空間における磁場と電場、そして、宇宙空間にある荷電粒子の属性が含まれます。

JPL (Jet Propulsion Laboratory) の振動試験施設で運搬装置に載せられた THEMIS ミッションの 5機の人工衛星。

IGOR の役割

観測された宇宙嵐に関する物理的プロセスを総合的に評価するために、膨大な物理的パラメータが複数の地点で同時に計測され、そこで得られたデータが詳細に比較・分析されます。IGOR を使えば、こうしたパラメータのすべてを単一のエクスペリメントに保存し、様々なグラフで表現できます。目的に適ったレイアウトを作成するだけで簡単にパラメータ同士を比較することができるのです。自然の物理的プロセスに隠された謎を解明するのに欠かせない有効なデータを抽出する際、こうした機能が作業の効率化に大変役立ちます。

THEMIS 物理パラメータの計測

パネルに表示されているのは、上から順にそれぞれ、エネルギーイオンのエネルギースペクトル、熱イオンのエネルギースペクトル、 エネルギー電子のエネルギースペクトル、熱電子のエネルギースペクトル、エネルギーイオンの角度異方性、高周波の磁場揺動、高周波の磁場揺動、イオン速度の3成分、局所磁場の3成分です。

THEMIS ミッションの人工衛星が2008年1月29日に計測した複数の物理パラメータをあらわすレイアウト。

Submitted by Anthony Lui, Space Department, Applied Physics Laboratory, Laurel, Maryland, USA