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磁気流体シミュレーションを用いた原始星への質量降着最終過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13579
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関大阪大学 (2019-2021)
名古屋大学 (2018)

研究代表者

高棹 真介  大阪大学, 理学研究科, 助教 (90794727)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード星形成 / 降着円盤 / 磁気流体力学 / 磁気流体シミュレーション
研究成果の概要

原始星の進化を決定づける星と降着円盤の接続領域は境界層と呼ばれる。原始星進化モデルを発展させるにはこの境界層における素過程を明らかにする必要があり、特にこれまで十分考慮されていなかった星表面近傍での磁場の役割を理解する必要がある。そのために3次元磁気流体シミュレーションを実行した。その結果、太陽フレアよりも莫大な磁気エネルギーを解放する原始星フレアの発生機構の新たなシナリオを発見した。また、これまで多くの研究で境界層における磁場は無視されてきたが、予想通り角運動量に本質的に重要である示唆が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

星は宇宙の最小構成要素であり、本研究はその誕生過程の一端を明らかにしたものである。特に原始星フレアは強いX線を生じて惑星形成のもととなる星形成領域の化学組成に影響を及ぼすことが言われていたが、原始星が進化のどの段階から強いX線を出すかについてはよくわかっていなかった。本研究は、原始星はこれまでよりも早い段階から強いX線を繰り返し出す可能性を理論的に示した。この結果は、太陽をはじめとする星の起源のみならず、その周りの惑星がどのような環境で生まれるのかについても示唆を与えるものである。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 11件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] プリンストン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Spontaneous Formation of Outflows Powered by Rotating Magnetized Accretion Flows in a Galactic Center2022

    • 著者名/発表者名
      Takasao Shinsuke、Shuto Yuri、Wada Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 926 号: 1 ページ: 50-50

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac38a8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probing the Physics of the Solar Atmosphere with the Multi-slit Solar Explorer (MUSE). II. Flares and Eruptions2022

    • 著者名/発表者名
      Cheung Mark C. M. et al. (20th coauthor: Shinsuke Takasao)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 926 号: 1 ページ: 53-53

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac4223

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Necessary Condition for Supernova Fallback Invading Newborn Neutron-star Magnetosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Zhong Yici、Kashiyama Kazumi、Shigeyama Toshikazu、Takasao Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 917 号: 2 ページ: 71-71

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0a74

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrodynamic Model of Hα Emission from Accretion Shocks of a Proto-giant Planet and Circumplanetary Disk2021

    • 著者名/発表者名
      Takasao Shinsuke、Aoyama Yuhiko、Ikoma Masahiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 921 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0f7e

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Corona and XUV emission modelling of the Sun and Sun-like stars2021

    • 著者名/発表者名
      Shoda Munehito、Takasao Shinsuke
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 656 ページ: A111-A111

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202141563

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accretion Properties of PDS 70b with MUSE2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Jun、Aoyama Yuhiko、Konishi Mihoko、Uyama Taichi、Takasao Shinsuke、Ikoma Masahiro、Tanigawa Takayuki
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 159 号: 5 ページ: 222-231

    • DOI

      10.3847/1538-3881/ab811e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative Study of Data-driven Solar Coronal Field Models Using a Flux Emergence Simulation as a Ground-truth Data Set2020

    • 著者名/発表者名
      Toriumi Shin、Takasao Shinsuke、Cheung Mark C. M.、Jiang Chaowei、Guo Yang、Hayashi Keiji、Inoue Satoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 890 号: 2 ページ: 103-115

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab6b1f

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Giant Protostellar Flares: Accretion-driven Accumulation and Reconnection-driven Ejection of Magnetic Flux in Protostars2019

    • 著者名/発表者名
      Takasao Shinsuke、Tomida Kengo、Iwasaki Kazunari、Suzuki Takeru K.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 878 号: 1 ページ: L10-L10

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab22bb

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New HLLD Riemann Solver with Boris Correction for Reducing Alfven Speed2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, Tomoaki; Miyoshi, Takahiro; Takasao, Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 874 号: 1 ページ: 37-37

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab05cb

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 磁気圏降着を受ける前主系列星からのウィンド2022

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      CfCA ユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 降着を受ける原始ガス惑星からのHα放射に関するシミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      形成中の惑星およびその兆候のALMA観測に向けた勉強会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原始星の境界層降着に関する磁気流体計算2022

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 太陽・星形成分野の問題解決に向けたアプローチについて2022

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      SoLaBo-X Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Explosive magnetic energy release on the Sun and accreting young stars2021

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第38回年会シンポジウム High-Temperature Plasma Dynamics and Structure Formation Based on Magnetic Field Diversity(磁場の多様性が拓く超高温プラズマダイナミクスと構造形成)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核周円盤への磁場の持ち込みと磁気駆動アウトフローの形成2021

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      超巨大ブラックホール研究会:その実態・影響・起源の全貌解明に向けて
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Explosive phenomena on the Sun and protostars2021

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takasao
    • 学会等名
      High Energy Density Sciences 2021 (HEDS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solar-Stellar-Protostellar connection2021

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takasao
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spontaneous formation of magnetically driven outflows powered by galactic-scale accretion flows in a galactic center2021

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takasao
    • 学会等名
      East-Asia AGN workshop 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D MHD modeling of magnetospheric accretion from the turbulent disk2021

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takasao
    • 学会等名
      STAR FORMATION: FROM CLOUDS TO DISCS: A Tribute to the Career of Lee Hartmann
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical approaches for the understanding of particle acceleration during magnetic reconnection2021

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takasao
    • 学会等名
      Particle Acceleration in Solar Flares and the Plasma Universe -- Deciphering its features under magnetic reconnection
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原始星における磁気圏降着構造の降着率依存性2021

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      CfCA ユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetically Arrested Diskの発現条件に関する理論研究2021

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D MHD simulations of an accreting young star2021

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      Cool Stars 20.5
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原始星・円盤相互作用モデルの現状2020

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      新学術領域「星惑星形成」2020年度大研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Accretion processes just around protostars: roles of magnetic fields2020

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      初代星初代銀河研究会2020@仙台
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D MHD simulation of magnetospheric accretion onto a protostar2020

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      4th Asia Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気圏降着を受ける原始星のスピンダウンについて2020

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤内側領域の大域的非理想磁気流体シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      ポスト「京」萌芽的課題・計算惑星 第4回 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽と他の星の磁気活動を比較:原始星フレア、恒星コロナ2020

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      太陽研究者連絡会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁気圏降着を受ける原始星の3次元磁気流体シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      CfCAユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-dimensional MHD Simulations of Accretion onto Magnetized Stars2019

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      Planet Formation Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Investigation of the Accretion Process onto Protostars2019

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific Physics Conference (APPC
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原始星の磁気圏降着に関する3次元磁気流体シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気圏を持つ中心星への降着に関する3次元磁気流体シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      日本天文学会2019年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 原始星への降着に関する3次元磁気流体シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      星・惑星形成再検討会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤の降着が駆動する原始星フレア2019

    • 著者名/発表者名
      高棹真介
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D MHD Simulations of Accreting Young Stars2019

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takasao
    • 学会等名
      Athena++ workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accretion structure of inner protoplanetary disks2019

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takasao
    • 学会等名
      MAX PLANCK PRINCETON CENTER WORKSHOP 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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