太陽型星の高精度測光データから探る巨大黒点の性質とスーパーフレアの関係

• 研究課題/領域番号: 17K05400
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台 (2018-2019); 京都大学 (2017)
• 研究代表者: 前原 裕之 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40456851)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 太陽型星 / 黒点 / フレア / 晩期型星 / 恒星黒点 / 光学赤外線天文学

研究成果の概要

本研究では、Kepler宇宙望遠鏡による超高精度の測光データと、地上観測による長期間の測光データから、太陽型星における巨大黒点の発生頻度や寿命、黒点の大きさとフレアの規模や頻度との相関を調べた。その結果、太陽型星における黒点のサイズ分布を明らかにすることができ、巨大黒点の面積-発生頻度の分布が、太陽黒点の面積-発生頻度の分布の延長上にのることを発見した。また、太陽型星において、スーパーフレアを起こしうる（＝現在知られている最大級の太陽黒点の数倍から数十倍程度の面積をもつ）巨大黒点の面積と寿命の関係が、これまで太陽黒点で知られていた黒点寿命と黒点面積の関係の延長線上にのることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた研究結果から、スーパーフレアを起こしうる巨大黒点の発生頻度や寿命を初めて明らかにすることができ、それらが従来の太陽観測から知られていた黒点の発生頻度と面積の関係や、寿命と面積の関係の延長線上にのることが明らかとなった。このことは、スーパーフレアを起こすような巨大黒点と太陽で見られる黒点は、同じメカニズムで生成・発展・消滅することを示唆する。さらに、太陽でもスーパーフレアを起こすような巨大黒点が発生しうることを示唆しており、本研究の結果は太陽でのスーパーフレアに伴う巨大磁気嵐等の地球上の文明社会への影響やそのリスク評価にとっても重要である。

研究成果

• [国際共同研究] University of Washington/NASA/University of Colorado(米国)
• [国際共同研究] University of Washington/NASA/University of Colorad(米国)
• [国際共同研究] University of Washington/NASA/University of Colorad(米国)
• [雑誌論文] Temporal Evolution of Spatially Resolved Individual Star Spots on a Planet-hosting Solar-type Star: Kepler-17 (2020)
  • 著者名/発表者名: Namekata Kosuke、Davenport James R. A.、Morris Brett M.、Hawley Suzanne L.、Maehara Hiroyuki、Notsu Yuta、Toriumi Shin、Ikuta Kai、Notsu Shota、Honda Satoshi、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 891 号: 2 ページ: 103-103
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab7384
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Do Kepler Superflare Stars Really Include Slowly Rotating Sun-like Stars??Results Using APO 3.5 m Telescope Spectroscopic Observations and Gaia-DR2 Data (2019)
  • 著者名/発表者名: Notsu Yuta、Maehara Hiroyuki、Honda Satoshi、Hawley Suzanne L.、Davenport James R. A.、Namekata Kosuke、Notsu Shota、Ikuta Kai、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 876 号: 1 ページ: 58-96
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab14e6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of Stellar Superflares on Planetary Habitability (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamashiki Yosuke A.、Maehara Hiroyuki、Airapetian Vladimir、Notsu Yuta、Sato Tatsuhiko、Notsu Shota、Kuroki Ryusuke、Murashima Keiya、Sato Hiroaki、Namekata Kosuke、Sasaki Takanori、Scott Thomas B.、Bando Hina、Nashimoto Subaru、Takagi Fuka、Ling Cassandra、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 881 号: 2 ページ: 114-114
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2a71
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Lifetimes and Emergence/Decay Rates of Star Spots on Solar-type Stars Estimated by Kepler Data in Comparison with Those of Sunspots (2019)
  • 著者名/発表者名: Namekata, Kosuke; Maehara, Hiroyuki; Notsu, Yuta; Toriumi, Shin; Hayakawa, Hisashi; Ikuta, Kai; Notsu, Shota; Honda, Satoshi; Nogami, Daisaku; Shibata, Kazunari
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 871 号: 2 ページ: 187-187
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaf471
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Time resolved spectroscopic observations of an M-dwarf flare star EV Lac during a flare (2018)
  • 著者名/発表者名: Honda, Satoshi; Notsu, Yuta; Namekata, Kosuke; Notsu, Shota; Maehara, Hiroyuki; Ikuta, Kai; Nogami, Daisaku; Shibata, Kazunari
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: - 号: 4 ページ: 62-62
  • DOI: 10.1093/pasj/psy055
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] On the nature of long-period dwarf novae with rare and low-amplitude outbursts (2018)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Mariko; Kato, Taichi; Maehara, Hiroyuki; et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 4 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1093/pasj/psy073
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Starspot activity and superflares on solar-type stars (2017)
  • 著者名/発表者名: Maehara, H., Notsu, Y., Notsu, S., Namekata, K., Honda, S., Ishii, T., T., Nogami, D., and Shibata, K.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 41-41
  • DOI: 10.1093/pasj/psx013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Statistical Studies of Solar White-light Flares and Comparisons with Superflares on Solar-type Stars (2017)
  • 著者名/発表者名: Namekata, K., Sakaue, T., Watanabe, K., Asai, A., Maehara, H., Notsu, Y., Notsu, S., Honda, S., Ishii, T. T., Ikuta, K., Nogami, D., Shibata, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 851 号: 2 ページ: 91-91
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa9b34
  • 査読あり
• [学会発表] 中小口径望遠鏡とTESSの連携によるフレア星 EV Lac の測光分光同時観測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 前原裕之
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
• [学会発表] Statistical properties of starspots on late-type main sequence stars and their correlation with flare activity (2019)
  • 著者名/発表者名: Maehara Hiroyuki
  • 学会等名: 2019 Astrobiology Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Simultaneous Photometry and Spectroscopy of an Active M dwarf YZ Canis Minoris with TESS and OISTER (2019)
  • 著者名/発表者名: Maehara Hiroyuki
  • 学会等名: TESS Science Conference I
  • 国際学会
• [学会発表] 光赤外線大学間連携とTESSによるフレア星YZ CMiの測光分光同時観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 前原裕之
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
• [学会発表] G, K, M型星の恒星黒点の統計的性質とフレア活動性との関係 (2019)
  • 著者名/発表者名: 前原裕之
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] Starspots on late-type stars and their correlation with flare activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Maehara, Hiroyuki; Notsu, Yuta; Namekata, Kousuke; Ikuta, Kai; Notsu, Shota; Honda, Satoshi; Nogami, Daisaku; Shibata, Kazunari
  • 学会等名: 20th Cambridge Workshop: Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun
  • 国際学会
• [学会発表] Statistical properties of starspots on solar-type stars and their correlation with flare activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Maehara, Hiroyuki
  • 学会等名: IAU Focus Meeting FM9: Solar Irradiance: Physics-Based Advances
  • 国際学会
• [学会発表] Superflares and starspot activity on solar-type stars (2018)
  • 著者名/発表者名: Maehara, Hiroyuki
  • 学会等名: ISEE workshop on Extreme Solar Events
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Superflares on solar-type stars (2018)
  • 著者名/発表者名: Maehara, H.
  • 学会等名: Asteroseismology and its impact on other branches of astronomy
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] G,K,M型星におけるスーパーフレアのエネルギーと継続時間の関係 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前原裕之
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] Starspot activity and superflares on solar-type stars (2017)
  • 著者名/発表者名: Maehara, H.
  • 学会等名: Kepler & K2 Science Conference IV
  • 国際学会
• [学会発表] Starspot activity and superflares on solar-type stars (2017)
  • 著者名/発表者名: Maehara, H.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [図書] Extreme Solar Particle Storms The hostile Sun (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyake F., Usoskin I., Poluianov S., Baroni M., Cliver E., Dyer C., Ebihara Y., Feinberg A., Hayakawa H., Jull., Kovaltsov G., Kusano K., Maehara H., Mekhaldi F., Mitsuma Y., Muscheler R., Oinonen M., Sokoloff D., Rozanov E., Sukhodolov T., Wacker L., Wang F., Willis D.
  • 総ページ数: 276
  • 出版者: IOP Publishing
  • ISBN: 9780750322300
• [備考] 生命が居住可能な惑星にスーパーフレアが与える影響
  • URL: https://www.nao.ac.jp/news/science/2019/20190716-kyoto.html