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低温度星の内部構造を考慮した回転進化とそのハビタブルプラネット

研究課題

研究課題/領域番号 20K14512
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
研究機関東京工科大学 (2023)
東京大学 (2020-2022)

研究代表者

藤澤 幸太郎  東京工科大学, 教養学環, 講師 (30732408)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード低温度星 / 回転星 / 自転進化 / 磁場 / M型星 / ハビタブルプラネット / 回転進化 / 回転 / 系外惑星 / 地球外生命体 / ウインド
研究開始時の研究の概要

観測・データ解析の進展により、今や3000を超える系外惑星が見つかった。中でも、生物が生存するのに適ししているかもしない領域、ハビタブルゾーンの内側に位置している惑星、ハビタブルプラネットも見つかってきている。中には太陽のような恒星の周囲のみならず、太陽よりも質量がもっと小さく温度の低い恒星、低温度星の周囲にもハビタブルプラネットが見つかってきた。そこで太陽型星とは異なる低温度星の物理状況、特にその自転進化に着目することで、太陽のアナロジーで語られることの多かった従来のとは異なる、低温度星の周囲のハビタブルプラネットの理論を構築してくことを目指す。

研究実績の概要

本研究課題では、質量が小さく温度が低い低温度星の周囲に存在しているハビタブルプラネットが、主星である低温度星からのフレアやアウトフローなどの活動性によって、どのようにそのハビタビリティが乱されているかを評価することを最終的な目標としている。そのためにこれまで、主星である低温度星の自転進化に特に着目し、回転星の理論的な側面と観測的な側面の両面から研究に取り組んだ。
理論的な研究としては、回転している星の活動性に対する理解を深めるために、本年度は特に回転する星とそこからのアウトフローなどの研究に取り組んできた。回転している星が磁場を伴っている時に、星からは回転と磁場によって駆動されるアウトフローが発生すると考えらている。このアウトフローは、星そのものの自転進化や、星の周囲の環境に対して大きな影響を及ぼすと考えられている。そこで、回転や磁場のパラメータを変えた星からのアウトフローのシミュレーションを多数行い、アウトフローの動的な様子を詳細に調べた。その結果、回転と磁場による新しいアウトフローの動的なパターンを見出すことに成功した。この結果に関しては、査読付きの国際雑誌としてすでに出版済みである。
観測的な研究としては、昨年度に引き続き回転している低質量星のデータ解析に取り組んだ。星の表面温度分布が非一様で回転している時、星の光度曲線は表面温度分布に応じて増光と減光を規則正しく繰り返し、その変化の周期が星の回転に関係していると考えることができる。そこで、低質量星の光度曲線を系統的に解析することで、低質量星の光度曲線の新しい分類を行った。本結果に関しては、現在査読付き国際雑誌に投稿中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、これまで取り組んできた定式化や計算などの結果がうまくまとまり、査読付き論文を出版することができた。また、理論的な研究と観測的な研究の両方が進捗しており、多方面から研究が遂行されている。そのため、研究はおおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

本研究課題は、これまで多次元回転進化の定式化と計算手法の開発や、回転する星からのアウトフローなどを中心に行なってきて、順調に成果が上がってきている。さらには、観測的な側面に関しても、回転星の様々な側面に関して研究を進めることができてきた。今後は、現在査読中である観測の解析の論文に関して、査読者からの指摘に応じて論文を修正し、論文を出版されることを目指しながら取り組んでいく。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件)

  • [雑誌論文] The Optically Thick Rotating Magnetic Wind from a Massive White Dwarf Merger Product. II. Axisymmetric Magnetohydrodynamic Simulations2024

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

      The Astrophysical Journal

      巻: 963 号: 1 ページ: 26-26

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad1f5c

    • 関連する報告書
      2023 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] Quantum algorithm for the Vlasov simulation of the large-scale structure formation with massive neutrinos2024

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Koichi、Yamazaki Soichiro、Uchida Fumio、Fujisawa Kotaro、Yoshida Naoki
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.6.013200

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Lagrangian construction of rotating star models2023

    • 著者名/発表者名
      Ogata Misa、Okawa Hirotada、Fujisawa Kotaro、Yasutake Nobutoshi、Yamamoto Yu、Yamada Shoichi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 521 号: 2 ページ: 2561-2576

    • DOI

      10.1093/mnras/stad647

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel Lagrangian formulation to construct relativistic rotating stars: towards its application to their evolution calculations2023

    • 著者名/発表者名
      Hirotada Okawa, Kotaro Fujisawa, Nobutoshi Yasutake, Misa Ogata, Yu Yamamoto, Shoichi Yamada
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 520 号: 1 ページ: 24-43

    • DOI

      10.1093/mnras/stad075

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The W4 method: A new multi-dimensional root-finding scheme for nonlinear systems of equations2023

    • 著者名/発表者名
      Hirotada Okawa, Kotaro Fujisawa, Yu Yamamoto, Ryosuke Hirai, Nobutoshi Yasutake, Hiroki Nagakura , Shoichi Yamada
    • 雑誌名

      Applied Numerical Mathematics

      巻: 183 ページ: 157-172

    • DOI

      10.1016/j.apnum.2022.08.019

    • 関連する報告書
      2022 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] Fast optical flares from M?dwarfs detected by a one-second-cadence survey with Tomo-e Gozen2022

    • 著者名/発表者名
      Aizawa Masataka、Kawana Kojiro、Kashiyama Kazumi (+Kotaro Fujisawa) et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 号: 5 ページ: 1069-1094

    • DOI

      10.1093/pasj/psac056

    • 関連する報告書
      2022 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] Self-similar Solution of Rotating Eruptive Outflows on Its Equatorial Plane2022

    • 著者名/発表者名
      Ko Takatoshi、Fujisawa Kotaro、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 941 号: 1 ページ: 38-38

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca095

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling photometric variations due to a global inhomogeneity on an obliquely rotating star: Application to light curves of white dwarfs2022

    • 著者名/発表者名
      Suto Yasushi、Sasaki Shin、Aizawa Masataka、Fujisawa Kotaro、Kashiyama Kazumi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 号: 1 ページ: 103-119

    • DOI

      10.1093/pasj/psac093

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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