太陽白色光フレアと太陽型星スーパーフレアの比較研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25287039
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 柴田 一成 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70144178)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 一本 潔 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70193456) ; 上野 悟 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70303807) ; 永田 伸一 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30362437) ; 野上 大作 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20332728) ; 本田 敏志 兵庫県立大学, 付置研究所, 研究員 (20425408) ; 前原 裕之 国立天文台, 大学共同利用機関等の部局等, その他 (40456851) ; 磯部 洋明 京都大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (90511254) ; 浅井 歩 京都大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (50390620) ; 石井 貴子 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (10437197)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 太陽物理学 / 宇宙物理学 / 超高層物理学

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、巨大な太陽面爆発（フレア）と、太陽型星での「スーパーフレア」、つまり最大太陽フレアの10倍から1000倍ものエネルギーを解放する超巨大フレア、との比較研究を、観測と理論の両面から行うことを目的としている。またその研究成果に基づいて、「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最終的な目的としている。
平成26年度には、太陽フレアについては、京都大学飛騨天文台SMART望遠鏡により大フレア（Xクラスフレア）9例の観測に成功しており、白色光フレアに限っては合計4例の観測データを蓄積するに至った。太陽黒点やフレアと噴出現象との関係について、統計的に調べた。
太陽型星スーパーフレアについては、ケプラー衛星による高時間分解能データ（1分）を活用することで、従来の30分の1という小規模のスーパーフレアの検出に成功し、これらの統計的な性質を調べた。また、すばる望遠鏡と用いた太陽型星の可視光高分散分光観測データを解析し、スーパーフレアを引き起こす太陽型星の回転速度や黒点の大きさ（磁場強度）などの関係について、詳細に調べた。
これらの研究成果を、複数の学術論文として出版し、国内外の学会及び研究会等で積極的に発表した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

順調に太陽白色光フレアの観測データの蓄積が進んでおり、黒点とフレア、噴出現象の関係について統計的研究を推進することができた。太陽型星におけるスーパーフレアについても、観測データの解析が順調に進んでおり、研究成果が複数の学術論文としてまとめられている。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は、太陽白色光フレアについて、蓄積された観測データの詳細解析を行い、その統計的な特徴を引き出す。また、地上・スペースの両面から得られた多波長観測データから、噴出現象や加速粒子からの非熱的放射について調べ、フレアにより解放されるエネルギーの、電磁波と白色光増光との割合を明らかにし、太陽型星のスーパーフレアへ応用する。
フレアの数値シミュレーションを推進する。特にフレアでのエネルギー解放機構について、熱伝導効果を取り入れた詳細なモデルを構築することで調べる。
ケプラー衛星の長時間データを解析することで、スーパーフレアの発生頻度や恒星黒点の（太陽活動の11年周期のような）長期的変動も検出できる可能性がある。スーパーフレアの発生頻度と太陽の極小期・極大期におけるフレアの頻度との比較研究を行うことで、スーパーフレアを発生する太陽型星の活動性を太陽と比べてどう違うのかを明らかにする。

Causes of Carryover

平成26年度は、京都大学飛騨天文台SMART望遠鏡の改修を行ったが、新たな不具合が10月に発生したため、太陽観測のための出張回数が想定よりも減ることとなった。このため、観測補助に係る謝金や旅費などに余剰が出た。

Expenditure Plan for Carryover Budget

SMART望遠鏡の修繕のために、余剰金を充てる。
SMART望遠鏡の修繕は順調に進んでおり、また太陽白色光フレアのデータ蓄積も順調に行えたことから、平成27年度に行うデータの解析には支障はない。

Research Products

• [Journal Article] High dispersion spectroscopy of solar-type superflare stars. II. Stellar rotation, starspots, and chromospheric activities (2015)
  • Author(s): Notsu, Y.; Honda, S.; Maehara, H.; Notsu, S.; Shibayama, T.; Nogami, D.; Shibata, K.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 67 Pages: id.33
  • DOI: 10.1093/pasj/psv002
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Prominence Activation By Coronal Fast Mode Shock (2015)
  • Author(s): Takahashi, T., Asai, A., Shibata, K.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 801 Pages: 37
  • DOI: 10.1088/0004-637X/801/1/37
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] High-dispersion spectroscopy of solar-type superflare stars. I. Temperature, surface gravity, metallicity, and vsin i (2015)
  • Author(s): Notsu, Y., Honda, S.,Maehara, H., Notsu, S., Shibayama, T., Nogami, D., Shibata, K.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: - Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1093/pasj/psv001
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Statistical properties of superflares on solar-type stars based on 1-min cadence data (2015)
  • Author(s): Maehara, H., Shibayama, T., Notsu, Y., Notsu, S., Honda, S., Nogami, D., Shibata, K.
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: - Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The interplanetary causes of geomagnetic activity during the 7-17 March 2012 interval: a CAWSES II overview (2014)
  • Author(s): Tsurutani, B. T., Echer, E., Shibata, K., Verkhoglyadova, O. P., Mannucci, A. J., Gonzalez, W. D., Kozyra, J. U., Pätzold, M.
  • Journal Title: Journal of Space Weather and Space Climate Volume: 4 Pages: A02
  • DOI: 10.1051/swsc/2013056
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Within the International Collaboration CHAIN: a Summary of Events Observed with Flare Monitoring Telescope (FMT) in Peru (2014)
  • Author(s): Ishitsuka, J., Asai, A., Morita, S., Terrazas, R., Cabezas, D., Gutierrez, V., Martinez, L., Buleje, Y., Loayza, R., Nakamura, N., Takasao, S., Yoshinaga, Y., Hillier, A., Otsuji, K., Shibata, K., Ishitsuka, M., Ueno, S., Kitai, R., Ishii, T., Ichimoto, K., Nagata, S., Narukage, N.
  • Journal Title: Sun and Geosphere Volume: 9 Pages: 85-96
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] International Collaboration and Academic Exchange of the CHAIN Project in this Three Years (ISWI Period) (2014)
  • Author(s): Ueno, S., Shibata, K., Morita, S., Kimura, G., Asai, A., Kitai, R., Ichimoto, K., Nagata, S., Ishii, T., Nakatani, Y., Yamaguchi, M., et al.
  • Journal Title: Sun and Geosphere Volume: 9 Pages: 97-103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two sun-like superflare stars rotating as slow as the Sun* (2014)
  • Author(s): Nogami, D., Notsu, Y., Honda, S., Maehara, H., Notsu, S., Shibayama, T., Shibata, K.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japa Volume: 66 Pages: L4
  • DOI: 10.1093/pasj/psu012
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Chain of Winking (Oscillating) Filaments Triggered by an Invisible Extreme-ultraviolet Wave (2014)
  • Author(s): Shen, Y., Ichimoto, K., Ishii, T. T., Tian, Z., Zhao, R., Shibata, K.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 786 Pages: 151
  • DOI: 10.1088/0004-637X/786/2/151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superflare Occurrence and Energies on G-, K-, and M-type Dwarfs (2014)
  • Author(s): Candelaresi, S., Hillier, A., Maehara, H., Brandenburg, A., Shibata, K.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 792 Pages: 67
  • DOI: 10.1088/0004-637X/792/1/67
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Superflares on Solar Type Stars and Their Implications on the Possibility of Superflares on the Sun (2015)
  • Author(s): Shibata, K.
  • Organizer: Space Weather Workshop: The Meeting of Science, Research, Applications, Operations, and Users
  • Place of Presentation: Boulder, USA
  • Year and Date: 2015-04-13 – 2015-04-17
• [Presentation] 巨大黒点12192 はなぜコロナ質量放出を起こさなかったのか？ I (2015)
  • Author(s): 柴田一成, 石井貴子, 河村聡人, 飛騨SMART チーム
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [Presentation] 巨大黒点12192 はなぜコロナ質量放出を起こさなかったのか？ II (2015)
  • Author(s): 河村聡人, 柴田一成, 石井貴子, 飛騨SMART チーム
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [Presentation] 飛騨天文台SMARTで観測された、2013年5月14日の巨大フレアに伴う 白色光· Ha線強度の準周期的振動について (2015)
  • Author(s): 浅井歩, 石井貴子, 柴田一成, E. G. Kupriyanovaova
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [Presentation] Superflares on Solar type Stars and Their Implications on the Possibility of Superflares on the Sun (2014)
  • Author(s): Shibata, K.
  • Organizer: STP13 (13th Solar Terrestrial Physics Meeting)
  • Place of Presentation: Xi'an, China
  • Year and Date: 2014-10-12 – 2014-10-18
  • Invited
• [Presentation] 強いX線放射を示すG型星の岡山188cm望遠鏡を用いた高分散分光観測 (2014)
  • Author(s): 野津湧太, 野津翔太, 本田敏志, 前原裕之, 柴山拓也, 野上大作, 柴田一成
  • Organizer: 日本天文学会2014年秋季年会
  • Place of Presentation: 山形
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Superflares of Solar type Stars (2014)
  • Author(s): Shibata, K.
  • Organizer: APRIM2014 (Asia Pacific Regional IAU Meeting 2014)
  • Place of Presentation: Daejeon, Korea
  • Year and Date: 2014-08-18 – 2014-08-22
  • Invited
• [Presentation] Statistical Properties of Superflares on Solar-type Stars (2014)
  • Author(s): Maehara, H.
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 2014
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • Invited
• [Presentation] Statistical properties of superflares on solar-type stars (2014)
  • Author(s): Maehara, H.
  • Organizer: SOLAR AND STELLAR FLARES
  • Place of Presentation: Prague, Czech Republic
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-27
  • Invited
• [Presentation] Physics of Solar and Stellar Flares (2014)
  • Author(s): Shibata, K.
  • Organizer: NAM2014 (National Astronomy Meeting 英国天文学会)
  • Place of Presentation: Portsmouth, UK
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-26
  • Invited
• [Book] 宇宙と生命の起源2－ヒッグス粒子からiPS細胞まで(岩波ジュニア新書) (2014)
  • Author(s): 小久保英一郎, 嶺重慎（編）, 浅井歩 他著
  • Total Pages: 256
  • Publisher: 岩波書店
• [Patent(Industrial Property Rights)] 機械学習によるアルゴリズムを用いた太陽フレア予報システム (2014)
  • Inventor(s): 村主崇行, 磯部洋明, 柴山拓也, 柴田一成, 浅井歩, 他
  • Industrial Property Rights Holder: 村主崇行, 磯部洋明, 柴山拓也, 柴田一成, 浅井歩, 他
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2014-153706
  • Filing Date: 2014-07-29