Theoretical studies on evolution of stellar coronae
| Project/Area Number |
21H01124
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
横山 央明 京都大学, 理学研究科, 教授 (00311184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀田 英之 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10767271)
草野 完也 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (70183796)
飯島 陽久 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (90783952)
金子 岳史 新潟大学, 人文社会科学系, 講師 (40838728)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
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| Keywords | 太陽 / プラズマ / 磁気流体 / 恒星 / コロナ / ダイナモ |
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| Outline of Research at the Start |
この10年程で小質量星に関する観測的理解が進展し、まだ理論的には説明することのできない年齢・自転周期・X線活動度の関係が明らかになってきた。本課題では、太陽質量以下の小質量恒星の、スペクトル型・年齢に対応した特徴量が与えられたとき、その磁気コロナ（磁場形成・X線紫外線放射・爆発現象）が、いかなる進化をたどり、背景にある物理が何なのか、を数値シミュレーションにより理論的に明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、太陽質量以下の小質量恒星の、スペクトル型・年齢に対応した特徴量が与えられたとき、その磁気コロナ（磁場形成・X線紫外線放射・爆発現象）がいかなる様相を示し、いかなる進化をたどり、背景にある物理が何なのか、を数値シミュレーションにより理論的に明らかにすることである。個別課題「（A）X線光度・自転関係 Lx vs Ro」「（B）星コロナ形成」「(C) 突発的X線放射」を設定して取り組む。
本研究計画の最終年3年目である2023年度には、いずれの個別課題でも進展があった。特に課題(B)では、大きな進展があった。飯島・堀田らは、飯島が開発した輻射電磁流体コードを拡張し、太陽表層から30太陽半径までを計算領域とする、コロナ加熱・太陽風加速を物理整合的に解く大規模計算を世界で初めて実施した。低層大気における閉じた磁気ループと、太陽風の流路となる開いた磁力線との間の相互作用（磁気リコネクション）が加熱・加速に大きな割合を占めていることを実証した。また研究協力者の国吉と、横山・飯島らがコロナ形成について、RAMENSを用いて高解像度計算を行い、磁気トルネード構造が形成されることで太陽大気中での磁気エネルギー輸送が局所的に数割増しとなることを示した。これまでに観測された出現頻度を加味すると、エネルギー輸送の半分程度を磁気トルネードが担っていることが示唆される。
課題(C)では、突発イベントのエネルギー源となる、活動領域磁束浮上に関連して、堀田・草野が共同研究者の鳥海と、堀田が開発したR2D2コードを用いて、対流層内部での磁束ヘリシティ形成を大規模計算で調べた。対流層内部では初期ねじれのない磁束管はほどけてしまい浮上できないという従来の認識を覆し、熱対流との相互作用でねじれを獲得することで表層まで現れることを明らかにした。また、堀田は恒星内部自転について、総説論文を出版した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(99 results)
