ゴードン・ディーン・ホルマン

ゴードン・ディーン・ホルマン
生まれる	1949
国籍	アメリカ人
教育	名誉博士
職業	天体物理学者

ゴードン・ディーン・ホルマンは、メリーランド州グリーンベルトにあるアメリカ航空宇宙局（NASA）ゴダード宇宙飛行センターの名誉研究天体物理学者です。 ^[1]彼の研究は主に、天体からの高エネルギー放射線  を理解することに焦点を当てています。この放射線は地球の表面からは観測できませんが、地球の大気圏上空の軌道に打ち上げられた衛星の機器で観測されます。 ^{[2]これは主に、}イオンと相互作用する  高エネルギー電子によって放出されます。^[3]これらの電子は、地球の表面から観測される無線周波数の放射線も放出します。その結果、宇宙望遠鏡や電波望遠鏡によるこれらの観測は、他の方法では得られない宇宙の高温ガスと高エネルギー粒子のビューを提供します。 ^[4]ホルマンは、これらの観測された放射の解釈を専門とし、この高温ガスと高エネルギー粒子の起源と進化を決定しています。彼は「理論家であるだけでなく、データも見る」と言われています。^[5]

ホルマンは、太陽物理学者として、太陽フレアからのX線放射を観測するために設計された宇宙観測所であるレウベン・ラマティ高エネルギー太陽分光撮像装置（RHESSI）^[6]の科学チームでキャリアの大半を過ごしました。^[7]  彼は、科学雑誌に100以上の研究論文を執筆または共著し、科学会議での発表の要約を100以上発表しています。^{[8] [9]}これらの論文は、太陽フレアと活動領域、銀河団、彗星の尾の切断イベントに関する新しい情報を提供しています（以下の研究セクションを参照）。 彼はまた、レビュー記事、科学雑誌の記事、書評、提案、技術レポート、査読レポート、提案レビュー、およびWebサイトの著者でもあります。 彼は、2006年4月のScientific Americanの記事「太陽フレアの神秘的な起源」^{[10]の著者であり、}太陽フレア理論教育Webページ^[11]（最終改訂2007年）の主要著者です。雑誌「Physics Today」は2012年4月に彼の記事「太陽の爆発的現象」を掲載した。^[12]  彼は「科学的方法：科学が単なる学問や信念ではなく、人類の進歩にとって重要なプロセスである理由」の著者である。^[13]

ホルマンは1967年にフロリダ州フォートローダーデールのノースイースト高校を卒業した後、 1971年にフロリダ州立大学で物理学と数学の副専攻で理学士号を取得しました。^[1] 

1970年の夏、ホルマンは国際技術経験交換学生協会（IAESTE）の研修生としてドイツのブラウンシュヴァイクにあるドイツ物理工科大学に入学し、固体表面から捕捉された電子の誘導放出を研究するグループでインターンシップを行った。^{[1]この研究は}Physica Status Solidi  誌に論文として掲載された。^[14]

ホルマンは1973年にノースカロライナ大学チャペルヒル校で物理学の理学修士号、1977年に天体物理学の博士号を取得した。^[1]  ウェイン・A・クリスチャンセン博士の指導の下で取得した博士論文のタイトルは「銀河団からのX線および電波放射のモデル」であった。^[15]  

ホルマンは、ノースカロライナ州チャペルヒルのモアヘッドプラネタリウム＆サイエンスセンターで天文学の新入生に観測実験を教える物理学の大学院生としてキャリアをスタートしました。 ^[1]  また、天文学、物理学、物理学と社会の講義のアシスタントも務めました。^[1]  

1977年、ホルマンはメリーランド大学カレッジパーク校の天文学プログラムの講師として採用された。^{[1] 1977年8月、}メリーランド基礎物理学センター  で2年間のポスドク研究員に選ばれた。 1979年にムクル・クンドゥの太陽電波天文学グループに研究員として採用され、メリーランド大学のこのグループに4年間在籍した。^{[1]クンドゥとともに、}国際天文学連合（IAU）シンポジウム第107号「天体物理学における不安定電流システムとプラズマ不安定性」  の議事録を共同編集した。 ^[16]

1983年、ホルマンはNASAゴダード宇宙飛行センターで2年間の米国科学アカデミー/米国研究会議の上級研究員に任命された。 ^[17]  彼は1985年にゴダードの連邦公務員として採用され^[1]、現在は太陽物理学研究所となっている場所に勤務し、2018年に退職するまでそこに留まった。1988年、ホルマンはワシントンDCのNASA本部で約6か月間、NASAの宇宙物理学提案審査プロセスの支援を行った。^[1]  

NASAゴダード研究所在籍中、ホルマンは4人の博士課程学生を指導し^{[18] [19] [20] [21] （}ノースカロライナ大学チャペルヒル校とカトリック大学を通じて）多数のポスドク研究員や夏季インターンを指導した。彼はNASA / カリフォルニア大学バークレー校の磁気探究レッスンシリーズに貢献した。^[22]

ホルマンはアメリカ天文学会（AAS）^{[23] 、} アメリカ地球物理学連合（AGU）^{[1] 、} 国際天文学連合（IAU）^[24]、宇宙研究委員会（COSPAR）の会員である。彼は2005年から2007年までAAS太陽物理学部門（SPD）のSPD委員会の委員に選出された。^[25]

1970年代初頭、ウフル衛星によって大規模な銀河団で広範囲にわたるX線放射源が検出されました。^{[26]また、}  かみのけ座やペルセウス座などの大規模な銀河団では広範囲にわたる電波源も観測されました。ホルマンは博士論文^[27]で、両方の放射源が同じ高エネルギー電子集団から発生すると説明するモデルの意味を検討しました。1970年代半ばのその後の観測では、X線放射は1億度近くの高温の電離熱ガス（プラズマ）からの熱放射であり、より高エネルギーの非熱的電子ではないことが示されました。^[28]  ホルマンと共同研究者は、電波放射の原因となる非熱的電子集団が、X線を生成するプラズマも加熱できることを示し、2つの放射源のつながりを示しました。^{[29] [30]} 

磁化された熱プラズマ中を流れる高エネルギー荷電粒子は、プラズマ中のアルヴェン波との相互作用により、アルヴェン速度でしか伝播できないと主張されてきた。 ^[31]  これにより、電波源のサイズが制限される。^{[32]ホルマンと共同研究者は、短波}長のアルヴェン波  の減衰により、特に銀河団内の非常に高温のプラズマでは、粒子がこの速度まで減速するのを防ぐことができることを実証した。^[33]  

1978年以降、いくつかの太陽フレアの衝撃期にマイクロ波放射の急激なスパイクが観測された。これらのスパイクの高輝度は、コヒーレント放射プロセスが原因であるに違いないことを示している。 ^[34]  ホルマンとその同僚は、磁気ループの底で部分的に反射された高エネルギー電子の分布からのメーザー放射がこれらのスパイクの原因である可能性があることを示した。 ^{[35]このメカニズムは、} M型矮星AD Leo  などの活動的な星からの明るい電波フレアの原因である可能性が高い。^[36]  

太陽から急速に移動する物質の噴出、コロナ質量放出は、太陽コロナおよびその外側に衝撃波を発生させます。 ^[37]  これらの衝撃波からの電波放射は長い間観測されてきました。この太陽電波放射は、1950 年代初頭に「タイプ II 電波バースト」と命名されました。ホルマンとペッセス^[38]は、タイプ II 放射は衝撃波のドリフト加速によってエネルギーを与えられた電子によって刺激されると仮定しました。彼らはこの仮説が妥当であることを確認し、衝撃波の形状とそれに対応する電波放射源への影響を特定しました。ホルマンは、コロナ質量放出の開始^[39]とタイプ II 放射の特性を調べる観測研究に協力してきました。^[40]

太陽の磁場は、黒点がある活動領域で強化されています。大規模な太陽フレアや噴火も活動領域で発生します。^[41]   （ただし、2015年にホルマン氏と共同研究者のアディ・フォード氏^{[42]は、長い}静止フィラメントの噴火に関連して、活動領域の外で大きなX線フレアが発生したことを発見しました^[43]。）強化された磁場とその発展は、この活動のエネルギー源であると考えられています。^[44]  したがって、活動領域の磁場の強さと構造を知ることが重要です。  

活動領域からのマイクロ波放射の波長は、コロナ温度における高温の磁気閉じ込め構造の磁場強度の尺度となる。^[45]   1980年代後半から1990年代初頭にかけて、ホルマンと共同研究者はコロナ磁気構造観測キャンペーン（CoMStOC）を実施した。^{[46] [47]このキャンペーンでは、ニューメキシコ州の}超大型アレイ（VLA）電波望遠鏡  による複数の活動領域の観測と、太陽活動極大期ミッション（SMM）衛星のフラットクリスタルスペクトロメータによるX線観測、およびその他の関連観測が行われた。最大600ガウスの磁場強度が推定され、コロナには予想よりも低温のプラズマと高いアルヴェーン速度が存在することも推測された。^{[48] [49]} 

彗星で観測される特に印象的な特徴は、彗星のイオン尾（ガス尾またはプラズマ尾とも呼ばれる）が分離して頭部から離れる切断イベントです。 ^[50]  この現象にはいくつかの説明が考えられますが、その1つは、尾の磁場が核を包み込む彗星の前面での磁気再結合です。 ^[51]  

1985年、ホルマンはNASAジェット推進研究所の出版物「ジャコビニ・ツィナー彗星ハンドブック。宇宙船で探査された最初の彗星の観測者ガイド」に寄稿した。^{[52] [53]}迎撃した宇宙船は国際彗星探査機（ICE）だった。ハレー彗星が1986年に出現したとき、ICEは近くにいて、彗星が通過する太陽風の熱的および磁気的特性の測定を行っていた。ブロシウス、ホルマン、および共同研究者^[54]は、この期間中に発生した2つの切断イベントと、ICEが測定した太陽風の特性を調べた。彼らは、最初の切断イベントは、彗星に影響を与えた太陽風磁場の極性反転によって引き起こされた前面磁気再結合である可能性が高いと結論付けた。2番目のイベントも極性反転によって引き起こされた可能性があるが、高密度で高速の圧縮領域も存在しており、それがイベントの原因または一因となった可能性がある。  

ホルマンはラマティ高エネルギー太陽分光撮像装置（RHESSI）の共同研究者および科学チームのメンバーでした。 ^{[6] RHESSI衛星は、} X線とガンマ線  でフレアの高解像度分光画像を取得することにより、太陽フレアでの粒子加速と爆発的エネルギー放出の基礎物理学を調査するために設計された観測所でした。^[55]   2002年初頭に打ち上げられ、2018年に廃止されました。^[56]  ホルマンの研究の多くは、太陽フレアで生成される高エネルギー電子の起源と進化を推測するためのRHESSI X線データ^[4]の分析に焦点を当てています。^{[57] [58]}

ホルマンは、太陽の爆発現象^{[59] [60] [61]}（フレアとコロナ質量放出の両方からなる大規模噴出^[62]）におけるエネルギーの分配に関する主要な研究に協力してきた。彼と彼の協力者による観測研究は、エネルギー放出の主な場所はコロナの磁気再結合であり、^{[63] [64] [65] [66]}フレアの磁気ループの頂点のカスプとして見られることを確立するのに役立った。^[67]彼は、フレアからの最高エネルギーX線放射の原因となる流動する高エネルギー電子と共空間にあると予想されるリターン電流の影響を調べており^[68]、メリエム・アラウイ・アブダラウイ^{[69] [70]}とともに、リターン電流がフレアの進化に与える影響を調べ続けている。^{[71] [72]}

この研究と関連研究に関する複数のレビューは、ホルマンによって執筆または共著されている。^{[73] [74] [75] [76]} 2016年に彼は、太陽活動の理解に大きな進歩をもたらすであろう将来の宇宙観測を取り上げたレビューを執筆した。^[77]

• 2018年、ホルマンは太陽フレアにおける磁気エネルギーの放出と粒子加速のプロセスの科学的理解への顕著な貢献により、 NASAの優秀科学業績賞を受賞した。 ^[78]
• RHESSI科学データ分析チームの一員として、2013年にNASAグループ功績賞を受賞した。 ^[79]
• 2007年、彼は2006年にサイエンティフィック・アメリカン誌に寄稿した論文により、アメリカ天文学会太陽物理学部門から人気執筆賞を受賞した。^[80]
• 短い伝記がMarquis Who's Whoに掲載されている。^[81]