太陽活動の長期予報の実現へ向けた太陽タコクライン層の基礎研究

• 研究課題/領域番号: 24740125
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 政田 洋平 神戸大学, その他の研究科, 助教 (30590608)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 太陽 / ダイナモ / 乱流 / プラズマ物理学 / 磁気流体力学 / 天体プラズマ / 対流

研究成果の概要

フレアやコロナ質量放出等の太陽活動の源は、太陽黒点が蓄える巨大な磁気エネルギーである。本研究では、太陽黒点（＝大局的磁場）の生成機構、すなわち太陽ダイナモ機構に対するタコクライン層の影響を、スーパーコンピュータを使った大規模シミュレーションで定量的に調べた。その結果、1. タコクライン層は大局的磁場の生成にとって本質的な役割を果たさないこと、2. 対流層におけるらせん状の対流が大局的磁場の組織化を担うこと、3. 対流による大局的磁場生成は乱流起電力（具体的には乱流α効果）で定量的に説明できること、4. 磁気ヘリシティの損失が磁場の極性反転と空間マイグレーションの鍵であること、を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetohydrodynamic Turbulence Powered by Magnetorotational Instability in Nascent Protoneutron Stars (2015)
  • 著者名/発表者名: Masada, Youhei, Takiwaki, Tomoya, Kotake, Kei
  • 雑誌名: ApJ Letters 巻: 798 号: 1 ページ: 22-22
  • DOI: 10.1088/2041-8205/798/1/l22
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differential Rotation in Magnetized and Non-magnetized Stars (2015)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi, J., Masada, Y., & Kageyama, A.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal (in press, arXiv:1504.01129) 巻: in press
  • NAID: 120005740398
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mean-Field Modeling of an α2 Dynamo Coupled with Direct Numerical Simulations of Rigidly Rotating Convection (2014)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y., & Sano, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 794 号: 1 ページ: L6-L6
  • DOI: 10.1088/2041-8205/794/1/l6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-term Evolution of Large-scale Magnetic Fields in Rotating Stratified Convection (2014)
  • 著者名/発表者名: Masada, Youhei; Sano, Takayoshi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan （印刷中） 巻: in press (ArXiv1403.6221M)
  • 査読あり
• [雑誌論文] EFFECTS OF PENETRATIVE CONVECTION ON SOLAR DYNAMO (2013)
  • 著者名/発表者名: Youhei Masada, Kohei Yamada and Akira Kageyama
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 778 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1088/0004-637x/778/1/11
  • NAID: 120005740397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional Numerical Study for Rayleigh-Taylor and Richtmyer-Meshkov Instabilities in Relativistic Jets (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Jin; Masada, Youhei
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: Volume 772, Issue 1 号: 1 ページ: L1-L1
  • DOI: 10.1088/2041-8205/772/1/l1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Applications and a three-dimensional desktop environment for an immersive virtual reality system (2013)
  • 著者名/発表者名: Akira Kageyama and Youhei Masada
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 454 ページ: 12077-12077
  • DOI: 10.1088/1742-6596/454/1/012077
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Speed Volume Rendering in CAVEs (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki YAMAURA, Youhei MASADA and Akira KAGEYAMA
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 1201135-1201135
  • DOI: 10.1585/pfr.8.1201135
  • NAID: 130003392931
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local Simulations of the Magnetorotational Instability in Core-collapse Supernovae (2012)
  • 著者名/発表者名: Masada, Youhei; Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei; Sano, Takayoshi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 759, 110 号: 2 ページ: 11-11
  • DOI: 10.1088/0004-637x/759/2/110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Interacting Rarefaction Waves on Relativistically Hot Jets (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, J., Masada, Y., and Shibata, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 751 号: 2 ページ: 140-140
  • DOI: 10.1088/0004-637x/751/2/140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multimessengers from Core-Collapse Supernovae: Multidimensionality as a Key to Bridge Theory and Observation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kei Kotake, Tomoya Takiwaki, Yudai Suwa, Wakana Iwakami Nakano, Shio Kawagoe, Youhei Masada, Shin-ichiro Fujimoto
  • 雑誌名: Advances in Astronomy 巻: 428757 ページ: 46-46
  • DOI: 10.1155/2012/428757
  • 査読あり
• [学会発表] Organization of Coherent Magnetic Fields in Turbulent Thermal Convections (2015)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y.
  • 学会等名: Solar Dynamo Frontiers Workshop: Helioseismology, 3D Modeling, and Data Assimilation
  • 発表場所: The High Altitude Observatory (HAO) at the National Center for Atmospheric Research (NCAR), Boulder, Colorado, USA.
  • 年月日: 2015-06-09 – 2015-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] 太陽内部マルチスケール熱対流と回転・磁場の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 日本天文学会2015 春季年会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] α2 ダイナモのスケーリング則が示唆する磁場の飽和の物理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 日本天文学会2015 春季年会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] 大局的ダイナモと太陽内部マルチスケール熱対流 (2015)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平
  • 学会等名: CfCA User’s Meeting 2014
  • 発表場所: 国立天文台
  • 年月日: 2015-01-19 – 2015-01-20
  • 招待講演
• [学会発表] 天体乱流研究と太陽内部物理学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 第27回理論懇シンポジウム「理論天文学・宇宙物理学と境界領域」
  • 発表場所: 国立天文台
  • 年月日: 2014-12-24 – 2014-12-26
• [学会発表] MHD Turbulence Powered by MRI in Nascent Proto-Neutron Stars (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平
  • 学会等名: XI-th Kyoto Meeting about High-density Nuclear Matter and Compact Stars,
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2014-12-20 – 2014-12-21
  • 招待講演
• [学会発表] The Origin of Solar Magnetism - Large-scale Dynamos in Local and Global Convective Dynamo Simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y.
  • 学会等名: 2014 Living With a Star (LWS) Science Meeting
  • 発表場所: Portland Oregon, USA.
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-06
• [学会発表] ダイナモモデルの検証のために (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平
  • 学会等名: スペース太陽物理学の将来展望
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-21
• [学会発表] 回転成層対流中での大局的磁場の組織化と太陽黒点の起源 (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 日本流体力学会2014年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-17
• [学会発表] 大局的磁場の振動周期およびマイグレーションと磁気ヘリシティ損失 (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 日本天文学会2014 秋季年会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 太陽磁場の起源：太陽ダイナモ研究の現状と今後 (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平
  • 学会等名: GEMSISワークショップ： 第三期に向けての研究戦略
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] Solar Magnetism: Exploration with Local Convective Dynamo Simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y.
  • 学会等名: “Variability of the Sun and Its Terrestrial Impact (VarSITI)” session, JpGU
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-04-29
• [学会発表] 局所および大局的シミュレーションで探る太陽ダイナモ機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平
  • 学会等名: 平成25年度天文シミュレーションプロジェクトユーザーズミーティング
  • 発表場所: 自然科学研究機構国立天文台
  • 招待講演
• [学会発表] 回転成層対流が励起する α2 ダイナモモードの時空間進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好（大阪大学）
  • 学会等名: 日本天文学会 2014 春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学
• [学会発表] Angular Momentum Transfer in Solar Differential Rotation (2013)
  • 著者名/発表者名: Youhei Masada
  • 学会等名: 3rd East-Asian School and Workshop on Laboratory, Space, Astrophysical Plasmas
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Oscillatory α^2 Dynamo Mode in Turbulent Stratified Convection (2013)
  • 著者名/発表者名: Youhei Masada and Takayoshi Sano (Osaka University)
  • 学会等名: Mathematical analysis of magnetohydrodynamical processes in stars
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Large-scale Magnetic Field and α^2 Dynamo Wave in Turbulent Convective Dynamo Simu- lation (2013)
  • 著者名/発表者名: Youhei Masada
  • 学会等名: Hinode 7: The 7th Hinode Science Meeting
  • 発表場所: Takayama, Japan
• [学会発表] Magnetic Field in Stellar Interiors and Supernova Cores (2013)
  • 著者名/発表者名: Youhei Masada
  • 学会等名: Multi-Messegers from Core-Collapse Supernovae
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 回転球殻 MHD ダイナモ:貫入性対流の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、山田耕平（神戸大）、陰山聡（神戸大）
  • 学会等名: 日本天文学会 2013 秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 局所および大局的シミュレーションで探る太陽ダイナモ機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平
  • 学会等名: STEシミュレーション研究会 & 太陽地球惑星系科学シミュレーション・モデリング技法勉強会
  • 発表場所: 九州大学情報基盤センター
• [学会発表] 局所対流ダイナモ：大局的磁場の周期変動とその物理機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 日本天文学会2013年春季年会
  • 発表場所: 埼玉大学
• [学会発表] Impact of MHD Turbulence on Thermal Wind Balance in the Sun (2012)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y.
  • 学会等名: IAU Symposium 294 Solar and Astrophysical Dynamos and Magnetic Activity
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] 3D MHD Simulation of Non-convective Spruit's Dynamo - Application to Polar Field Amplification in the Sun - (2012)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y.
  • 学会等名: IAU Symposium 294 Solar and Astrophysical Dynamos and Magnetic Activity
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Mean Field Generation in Local Convective Dynamo Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y., and Sano, T.
  • 学会等名: East Asia Numerical Astrophysics Meeting
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] 対流の自転角速度および緯度依存性と帯状流 (2012)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 日本天文学会2012年秋季年会
  • 発表場所: 大分大学
• [学会発表] 局所対流ダイナモシミュレーション：大局的磁場の周期変動とその物理機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: CfCA User's Meeting 2012
  • 発表場所: 国立天文台
• [学会発表] 局所対流ダイナモシミュレーション：大局的磁場の周期変動とその物理機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 政田洋平、佐野孝好
  • 学会等名: 第25回理論懇シンポジウム「計算宇宙物理学の新展開」
  • 発表場所: つくば国際会議場、茨城県つくば市
• [備考]
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/csi-viz/members/masada/Top.html
• [備考] Youhei Masada Web Page/Research Statement
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/csi-viz/members/masada/Research_Statement.html