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太陽ダイナモの平均場モデルにおける乱流輸送係数の直接評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K14756
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

飯島 陽久  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (90783952)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード乱流 / 太陽 / 磁場 / 光球 / ダイナモ
研究開始時の研究の概要

太陽・恒星におけるダイナモ機構に関して、熱対流に伴う乱流を平均化した平均場モデルに基づき、これまで数多くの研究が行われてきた。しかし、平均場モデルで最も重要な乱流輸送パラメータは定量化されず、観測と合うように調整されていた。
本研究では、太陽ダイナモ過程の平均場モデルにおける乱流輸送パラメータを、太陽表面構造の正確なモデル化が可能な輻射磁気流体計算を用いて直接的に評価する。
本研究により、太陽ダイナモの平均場モデル研究をより定量的なものへとシフトさせ、太陽型星以外の恒星を含めた太陽・恒星ダイナモの統一的理解への貢献すると期待される。

研究成果の概要

太陽ダイナモ過程の解明を目指し、熱対流に伴う乱流を模擬した平均場モデルに関する多くの研究が行われてきた。しかし、平均場モデルにおける自由パラメータである乱流輸送パラメータは、ほぼ全ての研究で、モデルと観測の整合性を保つように調整されている。本研究では、太陽表面構造の正確な近似が可能な輻射磁気流体計算に基づき、太陽表面の平均場モデルにおける乱流輸送パラメータの直接評価を目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽ダイナモ問題は太陽における最古の未解決問題の一つである。黒点は強大な磁場を持ち、フレアに代表される太陽爆発現象、ひいては各種宇宙天気擾乱のエネルギー源となっている。この黒点を生み出す太陽ダイナモ機構の解明が、太陽物理学上の長年の課題である。本研究では、太陽表面の正確な近似が可能な3次元輻射磁気流体モデルを利用することで、これまで経験的に扱われてきた太陽表層のプラズマ乱流を定量的に扱う枠組みを確立することが出来た。これにより、今後の太陽ダイナモ研究の定量性と物理的理解を高めるための基盤と、より観測的な制約が少ない恒星ダイナモモデルの構築へ向けた足がかりを作ることが出来たと考えている。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 6件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] The University of Sheffield(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] A New Broadening Technique of the Numerically Unresolved Solar Transition Region and Its Effect on the Spectroscopic Synthesis Using Coronal Approximation2021

    • 著者名/発表者名
      Iijima Haruhisa、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 917 号: 2 ページ: 65-65

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac07a5

    • NAID

      120007190682

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast Magnetic Wave Could Heat the Solar Low-beta Chromosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Yikang、Yokoyama Takaaki、Iijima Haruhisa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 916 号: 2 ページ: L10-L10

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac10c7

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy-consistent finite difference schemes for compressible hydrodynamics and magnetohydrodynamics using nonlinear filtering2021

    • 著者名/発表者名
      Iijima Haruhisa
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics

      巻: 435 ページ: 110232-110232

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2021.110232

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On rising magnetic flux tube and formation of sunspots in a deep domain2020

    • 著者名/発表者名
      Hotta, H; Iijima, H.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: N/A 号: 2 ページ: 2523-2537

    • DOI

      10.1093/mnras/staa844

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Morphological Asymmetry between Leading and Following Sunspots on the Prediction of Solar Cycle Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Iijima H.、Hotta H.、Imada S.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 883 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab3b04

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromospheric polarimetry through multiline observations of the 850?nm spectral region III: Chromospheric jets driven by twisted magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      Quintero?Noda C、Iijima H、Katsukawa Y、Shimizu T、Carlsson M、de?la?Cruz?Rodr?guez J、Ruiz?Cobo B、Orozco?Su?rez D、Oba T、Anan T、Kubo M、Kawabata Y、Ichimoto K、Suematsu Y
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 486 号: 3 ページ: 4203-4215

    • DOI

      10.1093/mnras/stz1124

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] スピキュールについて2023

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      2022年度太陽研連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁気乱流が駆動する太陽からの超音速プラズマ流2023

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      第2回「富岳」成果創出加速プログラム 研究交流会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Radiative MHD simulation of the solar corona with RAMENS2022

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Iijima
    • 学会等名
      Advances in Solar MHD Numerical Simulations in the Era of High-Resolution Observations
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 熱対流と磁場が駆動する太陽大気の形成過程2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      CfCA User’s Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低速太陽風の3次元輻射磁気流体計算2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      第9回「富岳」を中核とするHPCIシステム利用研究課題
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 射磁気流体シミュレーション研究の将来2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      太陽研連2022年度将来計画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 黒点群を起源とする太陽風の3次元輻射磁気流体シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      2021年度名古屋大学HPC計算科学連携研究プロジェクト成果報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 太陽大気の輻射磁気流体モデルにおける現状と課題2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      2021年度ISEE研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 対流層からコロナ・太陽風までの包括的3次元輻射磁気流体シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久, 松本琢磨, 堀田英之, 今田晋亮
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 対流層から太陽風までの包括的3次元輻射磁気流体シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久, 松本琢磨, 堀田英之, 今田晋亮
    • 学会等名
      2021年度太陽研連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽対流層からコロナ・太陽風までを含んだ3次元輻射磁気流体シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久, 松本琢磨, 堀田英之, 今田晋亮
    • 学会等名
      CfCA User’s Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁場形成・波動励起からコロナ加熱・太陽風加速までを追う包括的太陽大気モデル2022

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久, 松本琢磨, 堀田英之, 今田晋亮
    • 学会等名
      「富岳で加速する素粒子・原子核・宇宙・惑星」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A numerical treatment for the unresolved transition region in the solar atmosphere2021

    • 著者名/発表者名
      H. Iijima
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値的に解像できない遷移層への対処法と分光観測量への影響2021

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久, 今田晋亮
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 離散的にエネルギー方程式の整合性を保つ頑健な磁気流体解法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 輻射磁気流体モデルを用いた太陽黒点周囲におけるプラズマ急加速現象の研究2021

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      2020年度名古屋大学HPC計算科学連携研究プロジェクト成果報告会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Impact of morphological asymmetry in a sunspot group on the solar cycle prediction2020

    • 著者名/発表者名
      H. Iijima, H. Hotta, and S. Imada
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Energy-consistent finite difference method for compressible magnetohydrodynamic simulations2020

    • 著者名/発表者名
      H. Iijima
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元太陽コロナモデルを用いた鉄イオンのEUV放射における非平衡電離効果の検証2020

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久, 今田晋亮
    • 学会等名
      太陽研連シンポジウム「太陽研究の現状と将来展望」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Importance of Morphological Asymmetry between Leading and Following Sunspots on Polar Field Formation and Cycle Prediction2020

    • 著者名/発表者名
      H. Iijima, H. Hotta, and S. Imada
    • 学会等名
      The 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4) and the 2nd ISEE Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動・磁気エネルギー保存型 MHD 解法の構築2020

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      CfCA User’s Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽表層大気のモデリング2019

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      ISEE・PSTEP研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧縮性磁気流体計算における差分スキームの保存性2019

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽大気の 3 次元輻射磁気流体シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 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] Effect of non-equilibrium ionization on the solar EUV/X-ray spectral diagnosis2019

    • 著者名/発表者名
      H. Iijima
    • 学会等名
      Hinode-13/IPELS 2019
    • 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] 太陽対流層表層部における乱流パンピングの推定2019

    • 著者名/発表者名
      飯島 陽久, 堀田 英之, 今田 晋亮
    • 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] Radiation magnetohydrodynamic modeling of solar coronal dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      飯島陽久
    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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