2021 Fiscal Year Research-status Report
Simultaneous photometry and spectroscopy of superflares on M- and K-type stars
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20K04032
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
前原 裕之 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40456851)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 恒星フレア / 恒星黒点 / プラズマ噴出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度には、本研究の目的の一つであるフレアに伴う高速度のプラズマ噴出現象の探索を、TESSによる高精度測光観測とせいめい望遠鏡や188cm望遠鏡を用いた分光観測によって行った。これらの観測および前年度に行った観測によって、活発なフレア活動を示す若い主系列星や、K型準巨星とG型主系列星の連星であるRS CVn型星において、最大級の太陽フレアの10倍から10000倍のスーパーフレアの観測に成功した。観測データの詳しい解析を行ったところ、本研究の主たる観測対象のK、M型主系列星では、スーパーフレアに伴うプラズマ噴出現象の兆候は見つからなかったが、フレアに伴うHα線の線幅の増大やフレアに伴うHα線の赤方偏移した超過成分の観測には成功し、スーパーフレア発生時のエネルギー解放メカニズムの解明に役立つ観測データを得ることができた。特に、K型主系列星のスーパーフレアの観測から、フレアによる可視連続光の増光とHα線の線幅の時間変化に非常に良い対応関係があることが分かり、磁気リコネクションにより加速された非熱的電子が彩層下部まで突入し可視連続光の増光を引き起こすとする描像が恒星スーパーフレアにおいて普遍的であることを示唆する結果が得られた。
また、同様の手法で研究を行った若い太陽型星EK Draにおいては、スーパーフレアに伴って発生したフィラメント噴出の観測に世界で初めて成功した。この研究結果から、(1)スーパーフレアに伴って太陽でのフレアと同様にフィラメント噴出が発生すること、(2)観測されたフィラメント噴出の速度はおよそ500km/sで、太陽フレアで発生するフィラメント噴出の典型的な速度(およそ80km/s)と比べて格段に大きいこと、(3)観測されたフィラメント噴出の質量も太陽でのイベントの質量と比べて10倍以上であること、が分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
K、M型主系列星では、スーパーフレアに伴うプラズマ噴出現象の兆候は見つからなかったが、スーパーフレアの測光・分光同時観測には成功している。また、太陽型星やK型星の連星であるRS CVn型星のスーパーフレアでは高速度のプラズマ噴出現象の観測に成功しており、今後さらに観測を続けることで、スーパーフレアに伴うプラズマ噴出現象の発生頻度などの統計的研究へと進めることができると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに20件弱の恒星フレア（うちスーパーフレアは8件）の観測ができているが、スーパーフレアであっても必ずしもプラズマ噴出現象の兆候が見られないことも分かってきた。この原因として、(1)恒星表面上のスーパーフレアが起こる場所によっては、噴出したプラズマがHα線の吸収や超過成分として観測できないこと、または、(2)そもそもすべてのスーパーフレアで必ずプラズマ噴出現象が起こるわけではないこと、が考えられる。このため、以下のような観測的手法で研究を進める。
(a)今後さらに観測を続けることで、スーパーフレアの観測例を増やし、統計的にプラズマ噴出現象の発生確率を見積もる。
(b)明るさやHα線強度の自転による変動、および高分散分光によるフレア成分の速度から発生場所を推定し、プラズマ噴出現象の兆候が見られるものとそうでないものでどのような違いがあるのかを調べる。
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| Causes of Carryover |
2021年度は新型コロナウィルス感染症拡大の影響で、参加予定だった研究会等がオンライン開催となったため次年度使用額が生じた。2022年度は、次年度使用額と2022年度分として請求した助成金と合わせて、現地参加となる見込みの研究会への参加旅費や、188cm望遠鏡による観測のための望遠鏡使用料、および研究成果発表のための論文出版費などとして使用する予定である。
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