| 研究課題/領域番号 |
21H01124
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
横山 央明 京都大学, 理学研究科, 教授 (00311184)
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| 研究分担者 |
堀田 英之 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10767271)
草野 完也 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (70183796)
飯島 陽久 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (90783952)
金子 岳史 新潟大学, 人文社会科学系, 講師 (40838728)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | 太陽 / 恒星 / コロナ / ダイナモ / プラズマ / 磁気流体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
この10年程で小質量星に関する観測的理解が進展し、まだ理論的には説明することのできない年齢・自転周期・X線活動度の関係が明らかになってきた。本課題では、太陽質量以下の小質量恒星の、スペクトル型・年齢に対応した特徴量が与えられたとき、その磁気コロナ（磁場形成・X線紫外線放射・爆発現象）が、いかなる進化をたどり、背景にある物理が何なのか、を数値シミュレーションにより理論的に明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究計画の1年目である2021年度には、恒星全球ダイナモ計算について、大きな進展があった。研究分担者の堀田・草野は、回転影響下での太陽内部磁気熱対流の大規模高解像度計算を実行し、これまで誰も成しえなかった太陽差動回転を再現することに成功した。成果はNature Astronomy誌で出版された。星コロナ形成については、研究代表者の横山が協力者のWang、Zhouらとともに、研究分担者の飯島が開発したRAMENSコードを用いて、太陽表層大気からコロナまでを網羅する計算を行い、コロナへのエネルギー輸送と深い関係がある彩層でのダイナミクスで成果を得て、論文出版・学会発表を行った。飯島は、RAMENSコードについて、コロナからの熱伝導の取扱いを改良し論文出版するとともに、堀田らと太陽表層の熱対流からコロナ・太陽風までをカバーする包括的3次元シミュレーションを実行し学会発表を行った。突発的エネルギー解放現象については、研究分担者の金子・草野らが、データ駆動型シミュレーションを実施して学会発表をおこなった。
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| 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
2021年度には、恒星全球ダイナモ計算について、堀田・草野が、回転影響下での太陽内部磁気熱対流の大規模高解像度計算を実行し、これまで誰も成しえなかった太陽差動回転を再現することに成功した。これは本研究課題にとって大きな成果であった。星コロナ形成については、研究分担者の飯島が開発したRAMENSコードを用いて、太陽表層大気からコロナまでを網羅する計算を行うことで、彩層加熱や太陽コロナ加熱・太陽風加速について、複数の成果が達成されている。また突発的エネルギー解放現象についても、研究分担者の金子・草野らが、データ駆動型シミュレーションを実施して学会発表をおこなった。これらのように、予定していたシミュレーションが着実に実行され、成果発表・論文出版が成されていることから「(2)概ね順調に進展している」と評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度以後は、恒星全球ダイナモ計算については、堀田が研究を主導し、パラメータを振って、自転速度の異なるケースを複数例計算することで、恒星ダイナモのふるまいがロスビー数（自転速度の逆数）にどう依存するのかを調べる。とくに太陽全球での磁場分布を明らかにする。また再現に成功した太陽差動回転シミュレーションの物理機構を詳しく調べ、論文として出版する。星コロナ形成については、飯島が開発したRAMENSコードを用いて、横山が協力者の大学院生とコロナループ加熱について詳しく調べるシミュレーションを実行する。突発的エネルギー解放現象に関連して、草野・金子は堀田や協力者の鳥海らとともに、太陽内部対流層からの磁束浮上をシミュレーションして、活動領域形成を調べるとともに、データ駆動型シミュレーションの成果を論文として出版する。
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