富士通、名古屋大学、JAMSTEC、NICTら、太陽高エネルギー粒子シミュレーションの精度を高めるパラメータを、数理最適化で自動決定する技術を開発

富士通株式会社 本店 神奈川県川崎市、代表取締役社長 時田 隆仁。 元の記事へ

国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学 所在地 愛知県名古屋市、総長 杉山 直。本技術の研究は同大学の宇宙地球環境研究所（ISEE）とともに実施。 元の記事へ

国立研究開発法人海洋研究開発機構 所在地 神奈川県横須賀市、理事長 河村 知彦。 元の記事へ

国立研究開発法人情報通信研究機構 所在地 東京都小金井市、理事長 大野 英男。 元の記事へ

本研究の実施体制 富士通、名古屋大学 宇宙地球環境研究所、国立研究開発法人海洋研究開発機構、国立研究開発法人情報通信研究機構に加え、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構、計測・実験素粒子物理学研究所（LIP：Laboratory of Instrumentation and Experimental Particle Physics）、リスボン大学（ポルトガル）が参加。 元の記事へ

太陽高エネルギー粒子（SEP：Solar Energetic Particle） 太陽フレアやコロナ質量放出にともなって加速され、惑星間空間に放出される高エネルギーの陽子や電子。本研究では、このうち陽子を対象とした。 元の記事へ

「世界初」の根拠（富士通調べ、2026年10月時点） 本技術の新しさは、以下の3つの条件を同時に満たす点にある。

論文情報 Hiroyuki Tako Ishikawa et al., “Automated Optimization of Solar Energetic Particle Acceleration and Transport Parameters Against Five-Spacecraft Observations of the 9 October 2021 Event”, Scientific Reports（2026年）. DOI: 10.1038/s41598-026-70869-9（2026年10月20日掲載） 元の記事へ

ブラックボックス数理最適化 目的関数の内部構造を仮定せず、試行と評価の繰り返しから良い解を探索する手法。本技術では準モンテカルロ法（Sobol’列）による広域探索と、ベイズ最適化の一種であるTPE（Tree-structured Parzen Estimator）による集中探索を組み合わせた。実装にはオープンソースの最適化フレームワークOptunaを用いた。 元の記事へ

19個のパラメータの自動設定 対象とした19個は、散乱の強さを表す平均自由行程（磁力線ごとに7個）と、衝撃波で加速に取り込まれる粒子の割合を表す注入効率（方向ごとに12個）。1回の試行ごとに時間のかかるシミュレーションを丸ごと実行するため、試せる回数には限りがある。そこで注9の二段構えの探索により、広く1,000通り、有望な範囲を集中的に480通りの計1,480回で絞り込んだ。2021年10月9日に発生し、5機の探査機で同時に観測された太陽高エネルギー粒子の現象に適用した結果、5機すべてで、粒子の到来から立ち上がり、ピークまでの時間変化をおおむね再現した。手順と評価の基準はあらかじめ定めてあり、独立に繰り返しても同じ傾向が得られることを確認した。 元の記事へ

Fujitsu Solar Energetic particle Intelligent Tuning and Evaluation Network（SEITEN） SEITEN（セイテン）は日本語の「晴天（clear sky）」にちなむ。太陽高エネルギー粒子のふるまいを晴らして明らかにすること、そして粒子が脅威とならないオールクリア（all-clear）の状態を見通せるようにすること、という二つの願いを込めている。 元の記事へ

MHD（磁気流体力学）シミュレーション プラズマを流体として扱い、磁場との相互作用を含めて解く計算手法。 元の記事へ

SUSANOO（スサノオ） Space-weather-forecast-Usable System Anchored by Numerical Operations and Observationsの略。名古屋大学 宇宙地球環境研究所（ISEE）で開発された、太陽風とCMEの惑星間空間における伝播を計算するMHDシミュレーション。NICTが運用し、宇宙天気予報における日々の太陽風じょう乱の到来予測に利用している。IPS（惑星間空間シンチレーション）は、遠方の電波天体からの電波が太陽風の密度のゆらぎによって散乱され、またたくように強さがゆらぐ現象で、CMEが電波の通り道を横切るとこのゆらぎが強まる。本研究では、CMEの磁束を変化させた複数のSUSANOO-CMEシミュレーションを実施し、計算結果からIPS観測量を合成して、名古屋大学ISEEの実際のIPS観測と比較した。その中からIPS観測に最も整合するケースを選定し、地球へのCME到来時刻に最も整合する別のケースとともに、SEPの加速・輸送計算に用いた。 元の記事へ

SEPIF（セップイフ） Solar Energetic Particle Injection and Focused transport modelの略。JAMSTECで開発された、衝撃波での粒子加速と磁力線に沿った輸送を計算するモデル。 元の記事へ

パラメータの空間分布の推定と5機の探査機
衝撃波の形や強さは太陽から見た方向によって異なるため、粒子が受ける散乱の強さも方向ごとに変わると考えられる。観測点が1か所ではこの違いを見分けられないため、従来はパラメータを空間的に一律と仮定せざるを得なかった。本技術では、太陽からの距離が0.33〜1.0天文単位（1天文単位は太陽と地球の平均距離で、約1億5,000万km）、太陽から見た角度が約50度にわたって離れた5機の探査機の観測を同時に満たす解を探索し、パラメータに方向ごとの分布を持たせて推定した。平均自由行程を方向によらず一律とすると、誤差が悪化し、5機の観測を同時には再現できないことも確認した。
5機は、宇宙航空研究開発機構（JAXA）、欧州宇宙機関（ESA）、米国航空宇宙局（NASA）による次の探査機で、いずれも高エネルギー粒子の観測装置を搭載している。BepiColombo（ESAとJAXAの水星探査機）、Solar Orbiter（ESAとNASAの太陽観測探査機）、Parker Solar Probe（NASAの太陽探査機）、STEREO-A（NASAの太陽地球観測探査機）、SOHO（ESAとNASAの太陽観測探査機）。
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コロナ質量放出（CME：Coronal Mass Ejection） 太陽大気のプラズマが大規模に噴出する現象。前面に衝撃波を形成し、粒子を加速する。 元の記事へ

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