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世界最高解像度の計算で迫る太陽活動11年周期の物理機構

公募研究

研究領域太陽地球圏環境予測:我々が生きる宇宙の理解とその変動に対応する社会基盤の形成
研究課題/領域番号 18H04436
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関千葉大学

研究代表者

堀田 英之  千葉大学, 大学院理学研究院, 特任助教 (10767271)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード太陽 / ダイナモ / 熱対流 / 太陽物理学 / 周期活動 / 乱流 / 回転
研究実績の概要

太陽の三次元全球ダイナモ計算を用いて、マウンダー極小期に入るメカニズムの調査を行った。太陽活動は11年の周期を持って変動しているが、1600年代に80年ほど黒点が全く観測されなかったマウンダー極小期があったことが確認されている。現在のダイナモ理論では、ある周期ごとの黒点数の変動は、ランダムに決まる黒点の傾きにより決定されると考えられている。どのような擾乱がある時に、マウンダー極小期のような活動度の低い状況に落ちいるかを自己無撞着な三次元磁気流体計算いよって調査した。
そこで今年度に試したのは、いくつかのパラメータをふり、太陽で実現されているような太陽内部の大規模磁場を実現した上で、大規模磁場に擾乱を与え、どのような擾乱を与えると、大規模磁場により長く影響が出るかを調査した。
今回試したのは、ある時点で, (1) トロイダル磁場をゼロにする場合。(2) トロイダル磁場を反転させる場合。 (3) ポロイダル磁場をゼロにする場合の3パターンを試した。それぞれ(1) 数十日, (2) 1年. (3) 2年ほどで磁場が元のレベルまで復活した。トロイダル磁場に擾乱を与えた場合は、差動回転によるダイナモ効果が強いために、基本的に大きな擾乱とならず。比較的短い時間スケールで元の状態に戻った。一方、ポロイダル磁場に擾乱を与えた場合は、小スケール乱流によりダイナモが実行される必要があるためにより、復活までにより長い時間がかかったと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 9件、 招待講演 8件)

  • [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
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous Generation of δ-sunspots in Convective Magnetohydrodynamic Simulation of Magnetic Flux Emergence2019

    • 著者名/発表者名
      Toriumi Shin、Hotta Hideyuki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 886 号: 1 ページ: L21-L21

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab55e7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak influence of near-surface layer on solar deep convection zone revealed by comprehensive simulation from base to surface2019

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

      Science Advances

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1126/sciadv.aau2307

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Semiconservative reduced speed of sound technique for low Mach number flows with large density variations2019

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

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 622 ページ: A157-A157

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201834031

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Breaking Taylor-Proudman Balance by Magnetic Fields in Stellar Convection Zones2018

    • 著者名/発表者名
      Hotta, H
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 860 号: 2 ページ: L24-L24

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aacafb

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asteroseismic detection of latitudinal differential rotation in 13 Sun-like stars2018

    • 著者名/発表者名
      Benomar, O.; Bazot, M.; Nielsen, M. B.; Gizon, L.; Sekii, T.; Takata, M.; Hotta, H.; Hanasoge, S.; Sreenivasan, K. R.; Christensen-Dalsgaard, J.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 361 号: 6408 ページ: 1231-1234

    • DOI

      10.1126/science.aao6571

    • 関連する報告書
      2018 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] Sunspot drawings by Japanese official astronomers in 1749?17502018

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Iwahashi Kiyomi、Fujiyama Masashi、Kawai Toshiki、Toriumi Shin、Hotta Hideyuki、Iijima Haruhisa、Imada Shinsuke、Tamazawa Harufumi、Shibata Kazunari
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 4 ページ: 63-63

    • DOI

      10.1093/pasj/psy066

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Solar convection and dynamo action2020

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta
    • 学会等名
      Future Directions in Solar, Stellar and Planetary Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solar dynamo: achievements and perspective2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta
    • 学会等名
      Hinode-13/IPELS
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solar and stellar dynamo2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta
    • 学会等名
      EASW9
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solar deep convection zone to surface2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta, Haruhisa Iijima, Kanya Kusano
    • 学会等名
      Space Climate 7
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 太陽対流層・コロナ・太陽圏結合モデルに向けて2019

    • 著者名/発表者名
      堀田英之
    • 学会等名
      PSTEPモデル研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 太陽内部熱対流と磁場の数値シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      堀田英之
    • 学会等名
      QUCS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 対流層深部からの浮上磁場2019

    • 著者名/発表者名
      堀田英之
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 太陽対流層計算2019

    • 著者名/発表者名
      堀田英之
    • 学会等名
      「京」から「富岳」へ:大規模シミュレーションが拓く惑星科学の未来PS
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Flux emergence simulation in a deep domain2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta
    • 学会等名
      Flux emergence workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] From solar dynamo to formation of sunspot2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta, Haruhisa Iijima, Kanya Kusano
    • 学会等名
      MPPC meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 黒点形成と太陽深部の磁場・熱対流構造の関係2019

    • 著者名/発表者名
      堀田英之
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] First comprehensive calculation of the whole solar convection zone2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta, Haruhisa Iijima, Kanya Kusano
    • 学会等名
      2018 SDO Science Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solar and stellar convection and dynamo2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta, Haruhisa Iijima, Kanya Kusano
    • 学会等名
      ITC27 & APPTC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Resolution Simulations of Solar Convection Zone and Dynamo2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta, Haruhisa Iijima, Kanya Kusano
    • 学会等名
      AAPPS-DPP2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Calculation of solar convection zone with the reduced speed of sound technique2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hotta, Haruhisa Iijima, Kanya Kusano
    • 学会等名
      International Astronomical Union
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 太陽内部と表面をつなぐ 大規模シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      堀田英之
    • 学会等名
      SGEPPS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 黒点の拡散における太陽深部熱対流の影響2018

    • 著者名/発表者名
      堀田英之
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 太陽の対流層の底から表面までの一貫した計算2018

    • 著者名/発表者名
      堀田英之, 飯島陽久, 草野完也
    • 学会等名
      日本流体力学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 太陽の対流層の底から彩層下部までの一貫した初めての計算2018

    • 著者名/発表者名
      堀田英之, 飯島陽久, 草野完也
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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