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2016 Fiscal Year Annual Research Report

太陽白色光フレアの解析に基づく、スーパーフレア星の磁気活動機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16H03955
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

柴田 一成  京都大学, 理学研究科, 教授 (70144178)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野上 大作  京都大学, 理学研究科, 准教授 (20332728)
本田 敏志  兵庫県立大学, 自然・環境科学研究所, 特任助教 (20425408)
前原 裕之  国立天文台, 岡山天体物理観測所, 専門研究職員 (40456851)
浅井 歩  京都大学, 理学研究科, 准教授 (50390620)
一本 潔  京都大学, 理学研究科, 教授 (70193456)
磯部 洋明  京都大学, 総合生存学館, 准教授 (90511254)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords宇宙物理 / 太陽物理学 / 光学赤外線天文学 / 宇宙科学 / 超高層物理学
Outline of Annual Research Achievements

太陽面爆発(フレア)に代表される太陽活動は、地球環境「宇宙天気」に影響や被害を及ぼすことから、宇宙天気を予報する「宇宙天気予報」は、人類文明の緊急の課題である。本研究では、宇宙天気現象の中でも特に巨大な太陽白色光フレアと、最近次々と発見されている太陽型星での「スーパーフレア」、つまり最大太陽フレアの100~1万倍のエネルギーを解放する超巨大フレアとの比較研究を行う。可視光により観測されるスーパーフレアは全て白色光フレアであるため、太陽白色光フレアと太陽型恒星スーパーフレアの両者を観測と理論研究に基づいて比較研究し、白色光フレアの発生機構を解明する。さらにその研究成果に基づき、スーパーフレアが太陽で発生する確率を明らかにすることを目的とする。
28年度は、太陽白色光フレアを積極的に観測・解析した。京都大学飛騨天文台・太陽磁場活動望遠鏡(SMART)に実装された高速撮像装置により、2011年9月に発生した白色光フレアの超短時間変動を追跡した。加えて、新たに低分散分光器をSMART望遠鏡に設置し、太陽全面からの放射スペクトルを広い波長域にわたって取得する環境を整えた。
一方、磁気リコネクションにより生成された高速電子ビームが彩層に突入することにより白色光フレアが形成されたとするモデルが、白色光フレアのモデルとして有力である。このモデルでは、白色光フレア(彩層凝縮層)、低温(一万度)下降流と高温(一千万度)上昇流を説明できる特色があるが、一部の観測で「低温上昇流」が観測されており謎であった。28年度に詳細な1次元流体数値シミュレーションを行い、「低温上昇流」が電子ビームモデルの枠組みで可能であることが判明した。また2次元電磁流体シミュレーションによりループトップの自励振動する多重衝撃波生成が発見された。この振動衝撃波は白色光フレアの原因の電子ビームの加速場所として有望である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

京都大学飛騨天文台・太陽磁場活動望遠鏡に導入された高速撮像装置による、太陽白色光フレアの高時間分解能データを解析、論文にまとめるに至った。太陽白色光フレアの低分散分光観測環境の整備が順調に行われた。数値計算も順調に推進されている。また、これまでの研究成果は、複数の学術論文や多数の学会発表で公表された。

Strategy for Future Research Activity

太陽白色光フレア、太陽型星スーパーフレア、数値計算それぞれの研究推進は順調に行われいる。今後は、太陽フレアと太陽型星スーパーフレアとの比較研究や、数値計算結果との比較を行い、統一的な理解を目指す。研究成果は、引き続き学術論文としてまとめるほか、学会発表等を積極的に行う。定例のセミナーなどにより、研究代表者・分担者・協力者の意思疎通は十分にできている。

  • Research Products

    (39 results)

All 2017 2016

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 17 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Starspot activity and superflares on solar-type stars2017

    • Author(s)
      Maehara Hiroyuki、Notsu Yuta、Notsu Shota、Namekata Kosuke、Honda Satoshi、Ishii Takako T.、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 69 Pages: id. 41

    • DOI

      10.1093/pasj/psx013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A New Solar Imaging System for Observing High-Speed Eruptions: Solar Dynamics Doppler Imager (SDDI)2017

    • Author(s)
      Ichimoto Kiyoshi、Ishii Takako T.、Otsuji Kenichi、Kimura Goichi、Nakatani Yoshikazu、Kaneda Naoki、Nagata Shin’Ichi、UeNo Satoru、Hirose Kumi、Cabezas Denis、Morita Satoshi
    • Journal Title

      Solar Physics

      Volume: 292 Pages: id. 63

    • DOI

      10.1007/s11207-017-1082-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Records of sunspot and aurora activity during 581-959 CE in Chinese official histories concerning the periods of Sui, Tang, and the Five Dynasties and Ten Kingdoms2017

    • Author(s)
      Tamazawa, Harufumi; Kawamura, Akito Davis; Hayakawa, Hisashi; Tsukamoto, Asuka; Isobe, Hiroaki; Ebihara, Yusuke
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 69 Pages: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psw132

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The earliest drawings of datable auroras and a two-tail comet from the Syriac Chronicle of Zuqnin2017

    • Author(s)
      Hayakawa, Hisashi; Mitsuma, Yasuyuki; Fujiwara, Yasunori; Kawamura, Akito Davis; Kataoka, Ryuho; Ebihara, Yusuke; Kosaka, Shunsuke; Iwahashi, Kiyomi; Tamazawa, Harufumi; Isobe, Hiroaki
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 69 Pages: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psw128

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Historical Auroras in the 990s: Evidence of Great Magnetic Storms2017

    • Author(s)
      Hayakawa, Hisashi; Tamazawa, Harufumi; Uchiyama, Yurina; Ebihara, Yusuke; Miyahara, Hiroko; Kosaka, Shunsuke; Iwahashi, Kiyomi; Isobe, Hiroaki
    • Journal Title

      Solar Physics

      Volume: 292 Pages: id.12

    • DOI

      10.1007/s11207-016-1039-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sheath-accumulating Propagation of Interplanetary Coronal Mass Ejection2017

    • Author(s)
      Takahashi, Takuya; Shibata, Kazunari
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 837 Pages: id.L17

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa624c

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Validation of a scaling law for the coronal magnetic field strength and loop length of solar and stellar flares2017

    • Author(s)
      Namekata, Kosuke; Sakaue, Takahito; Watanabe, Kyoko; Asai, Ayumi; Shibata, Kazunari
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 69 Pages: id.7

    • DOI

      10.1093/pasj/psw111

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] “Dandelion” Filament Eruption and Coronal Waves Associated with a Solar Flare on 2011 February 162017

    • Author(s)
      Cabezas, Denis P.; Martinez, Lurdes M.; Buleje, Yovanny J.; Ishitsuka, Mutsumi; Ishitsuka, Jose K.; Morita, Satoshi; Asai, Ayumi; UeNo, Satoru; Ishii, Takako T.; Kitai, Reizaburo; Takasao, Shinsuke; Yoshinaga, Yusuke; Otsuji, Kenichi; Shibata, Kazunari
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 836 Pages: id.33

    • DOI

      10.3847/1538-4357/836/1/33

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spectroscopic observations of active solar-analog stars with high X-ray luminosity, as a proxy of superflare stars2017

    • Author(s)
      Notsu, Y., Honda, S., Maehara, H., Notsu, S., Namekata, K., Nogami, D., and Shibata, K.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 69 Pages: id.12

    • DOI

      10.1093/pasj/psw116

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] East Asian observations of low-latitude aurora during the Carrington magnetic storm2016

    • Author(s)
      Hayakawa, Hisashi; Iwahashi, Kiyomi; Tamazawa, Harufumi; Isobe, Hiroaki; Kataoka, Ryuho; Ebihara, Yusuke; Miyahara, Hiroko; Kawamura, Akito Davis; Shibata, Kazunari
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 68 Pages: id.99

    • DOI

      10.1093/pasj/psw097

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Earliest datable records of aurora-like phenomena in the astronomical diaries from Babylonia2016

    • Author(s)
      Hayakawa, Hisashi; Mitsuma, Yasuyuki; Ebihara, Yusuke; Kawamura, Akito Davis; Miyahara, Hiroko; Tamazawa, Harufumi; Isobe, Hiroaki
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 68 Pages: id.195

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0571-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aurora candidates from the chronicle of Qing dynasty in several degrees of relevance2016

    • Author(s)
      Kawamura, Akito D.; Hayakawa, Hisashi; Tamazawa, Harufumi; Miyahara, Hiroko; Isobe, Hiroaki
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 68 Pages: id.79

    • DOI

      10.1093/pasj/psw074

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temporal Evolution and Spatial Distribution of White-light Flare Kernels in a Solar Flare2016

    • Author(s)
      Kawate, T.; Ishii, T. T.; Nakatani, Y.; Ichimoto, K.; Asai, A.; Morita, S.; Masuda, S.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 833 Pages: id.50

    • DOI

      10.3847/1538-4357/833/1/50

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scaling Relations in Coronal Mass Ejections and Energetic Proton Events Associated with Solar Superflares2016

    • Author(s)
      Takahashi, Takuya; Mizuno, Yoshiyuki; Shibata, Kazunari
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 833 Pages: id.L8

    • DOI

      10.3847/2041-8205/833/1/L8

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Observational Evidence of Particle Acceleration Associated with Plasmoid Motions2016

    • Author(s)
      Takasao, Shinsuke; Asai, Ayumi; Isobe, Hiroaki; Shibata, Kazunari
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 828 Pages: id.103

    • DOI

      10.3847/0004-637X/828/2/103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Above-the-loop-top Oscillation and Quasi-periodic Coronal Wave Generation in Solar Flares2016

    • Author(s)
      Takasao, Shinsuke; Shibata, Kazunari
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 823 Pages: id.150

    • DOI

      10.3847/0004-637X/823/2/150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusual rainbow and white rainbow: A new auroral candidate in oriental historical sources2016

    • Author(s)
      Hayakawa, Hisashi; Isobe, Hiroaki; Davis Kawamura, Akito; Tamazawa, Harufumi; Miyahara, Hiroko; Kataoka, Ryuho
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 68 Pages: id.33

    • DOI

      10.1093/pasj/psw032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MALLSによるA, F, G, and K型スーパーフレア星の分光観測2016

    • Author(s)
      本田敏志、野津湧太、野津翔太、柴山拓也、幾田佳、行方宏介、鄭祥子、猪口陸子、前原裕之、野上大作、柴田一成
    • Journal Title

      兵庫県立大学天文科学センター紀要

      Volume: 4 Pages: 1-9

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] G,K,M型星におけるフレアと恒星黒点の関係2017

    • Author(s)
      前原裕之
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-18
  • [Presentation] Solar /Stellar Flares on K-M dwarfs2016

    • Author(s)
      Maehara, H.
    • Organizer
      Impact of Exoplanetary Space Weather On Climate and Habitability
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-02
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Starspot activity and superflares on solar-type stars2016

    • Author(s)
      Maehara, H.
    • Organizer
      IAU Symposium 328 "Living Around Active Stars"
    • Place of Presentation
      Maresias, Brazil
    • Year and Date
      2016-10-17 – 2016-10-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Superflares on Solar Type Stars2016

    • Author(s)
      Shibata, K.
    • Organizer
      IAU Symp. 327: Fine Structure and Dynamics of the Solar Atmosphere
    • Place of Presentation
      Cartagena, Colombia
    • Year and Date
      2016-10-11 – 2016-10-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 彩層分光観測で探る太陽フレアのエネルギー解放過程とダイナミクス2016

    • Author(s)
      鄭祥子, 坂上峻仁, 浅井歩, 上野悟, 一本潔, 柴田一成, 川手朋子, 岡本丈典
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] The estimation of CME speed and SEP flux associated with solar superflares2016

    • Author(s)
      Takuya Takahashi, Kazunari Shibata, Yoshiyuki Mizuno
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] The relationship between the spatio-time structure of flare two-ribbon and MHD Kelvin-Helmholtz instabilities in the flaring corona2016

    • Author(s)
      Takahashi, T., Shibata, K., Asai, A.
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 京都大学飛騨天文台SMART 望遠鏡SDDI(新全面像速度場撮像装置) による観測2016

    • Author(s)
      石井貴子, 一本潔, 大辻賢一, 永田伸一, 木村剛一, 仲谷善一, 金田直樹, 廣瀬公美, ほか SMART チーム
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 飛騨天文台SMART 望遠鏡を用いた高速成分を伴うフィラメント活動現象の発生頻 度解析2016

    • Author(s)
      廣瀬公美,一本潔,石井貴子, 浅井歩,大辻賢一,北井礼三郎, 京都大学 SMART チーム
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 太陽ジェットの二段階加速の観測とその物理機構についての考察2016

    • Author(s)
      坂上峻仁, 鄭祥子, 浅井歩, 上野悟, 一本潔, 柴田一成
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 東アジアにおけるキャリントンイベント記録の再検討2016

    • Author(s)
      早川尚志, 岩橋清美, 玉澤春史, 河村聡人, 片岡龍峰, 宮原ひろ子, 海老原祐輔, 磯部洋明, 柴田一成
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 太陽の白色光フレアの統計的研究と太陽型星スーパーフレアとの比較2016

    • Author(s)
      行方宏介, 坂上峻仁, 野津湧太, 渡邉恭子, 前原裕之, 浅井歩, 柴田 一成
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] 高い磁気活動を示す近傍の太陽型星のコロナ温度とEmission Measure の探査、及び スーパーフレア星との比較2016

    • Author(s)
      野津湧太, 前原裕之, 本田敏志, 野津翔太, 行方宏介, 幾田佳, 野上大作, 柴田一成
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛県松山市
    • Year and Date
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [Presentation] Magnetic Reconnection in Solar and Astrophysical Plasmas2016

    • Author(s)
      Shibata, K.
    • Organizer
      6th East-Asia School and Workshop on Laboratory, Space, and Astrophysical plasmas
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2016-07-11 – 2016-07-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Physics of Solar and Stellar Flares2016

    • Author(s)
      Shibata, K.
    • Organizer
      ICPP (International Congress on Plasma Physics) 2016
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2016-07-01 – 2016-07-01
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Lithium Abundance of the Solar-Type Superflare Stars2016

    • Author(s)
      Honda, Satoshi; Notsu, Yuta; Maehara, Hiroyuki; Notsu, Shota; Shibayama, Takuya; Nogami, Daisaku; Shibata, Kazunari
    • Organizer
      The 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos
    • Place of Presentation
      新潟県新潟市
    • Year and Date
      2016-06-19 – 2016-06-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] How Extreme Can Solar Events Be ?2016

    • Author(s)
      Shibata, K.
    • Organizer
      1st Varsiti Meeting
    • Place of Presentation
      Bulgaria
    • Year and Date
      2016-06-07 – 2016-06-07
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Time Resolved Spectroscopic Observations of an M-Dwarf Flare Star EV Lac During a Flare2016

    • Author(s)
      Honda, Satoshi; Notsu, Yuta; Notsu, Shota; Maehara, Hiroyuki; Namekata, Kosuke; Nogami, Daisaku; Shibata, Kazunari
    • Organizer
      The 19th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun
    • Place of Presentation
      Uppsala, Sweden
    • Year and Date
      2016-06-06 – 2016-06-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lithium Abundance Of The Solar-Type Superflare Stars2016

    • Author(s)
      Honda, Satoshi; Notsu, Yuta; Maehara, Hiroyuki; Notsu, Shota; Shibayama, Takuya; Nogami, Daisaku; Shibata, Kazunari
    • Organizer
      The 19th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun
    • Place of Presentation
      Uppsala, Sweden
    • Year and Date
      2016-06-06 – 2016-06-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Superflares on solar-type stars found from Kepler data2016

    • Author(s)
      Notsu, Y.
    • Organizer
      The 19th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun
    • Place of Presentation
      Uppsala, Sweden
    • Year and Date
      2016-06-06 – 2016-06-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Dispersion Spectroscopy of Solar-Type Superare Stars with Subaru/HDS2016

    • Author(s)
      Notsu, Y.
    • Organizer
      The 19th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun
    • Place of Presentation
      Uppsala, Sweden
    • Year and Date
      2016-06-06 – 2016-06-10
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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