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2018 年度 実績報告書

太陽対流層全体を一貫して取り扱った数値計算への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 16K17655
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) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード太陽熱対流 / 黒点 / 磁気流体力学
研究実績の概要

これまでに本研究課題において開発した数値計算コードR2D2(Radiation and RSST for Deep Dynamics)を用いて、これまになく深い計算領域を用いて太陽深部から現れる磁束が黒点を形成する様子を再現した。これまでの研究・計算では、太陽内部で大きく変わるスケールに対応することができずに、非常に浅い計算領域(10 Mm)を用いて計算を行ってきた。一方、黒点を作るような磁場は太陽深部で生成されていると考えられており、この間の物理過程は解明されていなかった。本研究では、これまでになく深い140 Mmという計算領域を用意した。この研究の特に難しい点は、深部の熱対流が統計的定常になるまで計算するという点であるが、我々の開発した非常に効率の高いR2D2コードをスーパーコンピュータ「京」を用いて実行することによってこの困難を克服した。計算において太陽深部から発生した磁束から太陽表面で黒点を形成するところまでを再現することができた。特に新しく得られた知見は以下である。太陽表面付近に平行な磁束官として黒点の起源が存在すると二つの黒点が衝突するまで黒点が発展してしまい、観測を再現することができない。一方、トーラスの形で存在すればこの問題を回避することができる。一方、黒点の元となる磁束が最初からある下降流にある存在することが黒点が表面で形成する上で必須条件であることがわかった。発散流を避けること・磁場をたて磁場にすることが重要であることがわかった。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [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 ページ: eaau2307

    • DOI

      10.1126/sciadv.aau2307

    • 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

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201834031

    • 査読あり
  • [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 ページ: L24

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aacafb

    • 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 ページ: 1231-1234

    • DOI

      10.1126/science.aao6571

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asteroseismic detection of latitudinal differential rotation in 13 Sun-like stars2018

    • 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 ページ: 63

    • DOI

      10.1093/pasj/psy066

    • 査読あり
  • [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
    • 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
    • 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
  • [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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
  • [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
  • [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

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公開日: 2019-12-27  

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