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2017 年度 実施状況報告書

太陽から恒星へ:シミュレーションと観測に基づく普遍的な黒点・フレア理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K17671
研究機関国立天文台

研究代表者

鳥海 森  国立天文台, 太陽天体プラズマ研究部, 特任助教 (30738290)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード太陽物理学 / プラズマ物理学 / 磁気流体力学 / 太陽黒点 / 太陽フレア
研究実績の概要

本研究課題の2年度目である平成29年度は、初年度に行った観測研究をもとに理論研究を実施した。
太陽系最大の突発的エネルギー解放現象である「太陽フレア」のうち、特に強力なイベントは、太陽黒点の周辺で生じやすいことが知られている。平成28年度の観測研究では、これらの太陽黒点が形成過程によって4つのタイプに大別できることや、タイプごとの磁気的特徴などを明らかにした。平成29年度は、大型の太陽フレアを生じやすいこれら4タイプの太陽黒点を3次元の磁気流体シミュレーションによって再現することで、フレア黒点の形成過程を理論面から研究した。その結果、磁気エネルギーを蓄積するシアした磁場構造が太陽表面上に形成されるには、太陽表面下において磁場が強くねじられたり複数の磁場が相互作用を起こす必要があることなどが明らかになった。以上の成果は英文査読論文として公表したほか、国際・国内学会で報告した。
また、平成28年度の観測研究からは、太陽フレアにともなうX線放射の継続時間(フレア継続時間)が、フレアに関与する磁場の空間スケールと高い相関を持つことも明らかになっていた。そこで平成29年度は、フレアによって磁力線が加熱され、徐々に冷却される過程を熱力学シミュレーションによって再現し、フレア継続時間と磁場スケールの相関が生じる理由についても理論的な研究を行った。成果は英文査読論文・口頭講演として報告した。
これらのシミュレーション研究は、初年度の観測データ解析研究によって明らかになった観測事実や現象を理論面から裏付ける意義がある。

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

平成29年度は、平成28年度に実施した観測研究をもとにシミュレーション研究を行い、複数の査読論文を出版することができた。観測・理論の両面から研究計画を遂行できており、「おおむね順調に進展している」と評価できる。

今後の研究の推進方策

本研究課題の3年度目となる平成30年度は、平成29年9月に発生した大型の太陽フレアを対象とした研究を実施する。このフレアは現在の太陽活動周期(第24周期)で最大の勢力を持つイベントであり、複雑な太陽黒点の上空で生じたことが分かっている。本研究課題でこれまで行ってきた数値シミュレーションと観測データ解析を組み合わせて研究することで、本研究課題のまとめと総仕上げとしたい。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 12件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Naval Research Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Naval Research Laboratory
  • [国際共同研究] Institute of Solar-Terrestrial Physics(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Institute of Solar-Terrestrial Physics
  • [雑誌論文] Iwahashi Zenbei’s Sunspot Drawings in 1793 in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Iwahashi Kiyomi、Tamazawa Harufumi、Toriumi Shin、Shibata Kazunari
    • 雑誌名

      Solar Physics

      巻: 293 ページ: 8

    • DOI

      10.1007/s11207-017-1213-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strong Transverse Photosphere Magnetic Fields and Twist in Light Bridge Dividing Delta Sunspot of Active Region 126732018

    • 著者名/発表者名
      Wang Haimin、Yurchyshyn Vasyl、Liu Chang、Ahn Kwangsu、Toriumi Shin、Cao Wenda
    • 雑誌名

      Research Notes of the American Astronomical Society

      巻: 2 ページ: 8

    • DOI

      10.3847/2515-5172/aaa670

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 太陽ダイナモを起点とした黒点形成とフレア爆発への物理過程2018

    • 著者名/発表者名
      西塚直人、堀田英之、鳥海森
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 94-02 ページ: 51~57

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Simulations of Flare-productive Active Regions: δ-sunspots, Sheared Polarity Inversion Lines, Energy Storage, and Predictions2017

    • 著者名/発表者名
      Toriumi Shin、Takasao Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 850 ページ: 39

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa95c2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Direct Relation between the Duration of Magnetic Reconnection and the Evolution of GOES Light Curves in Solar Flares2017

    • 著者名/発表者名
      Reep Jeffrey W.、Toriumi Shin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 851 ページ: 4

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa96fe

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 大型太陽フレアを生じる活動領域に関する観測・シミュレーション研究2018

    • 著者名/発表者名
      鳥海 森
    • 学会等名
      太陽研究者連絡会シンポジウム「太陽研究の将来展望」
  • [学会発表] EUVSTで迫る活動領域・磁束浮上領域の物理過程2018

    • 著者名/発表者名
      鳥海 森
    • 学会等名
      太陽研究者連絡会シンポジウム「太陽研究の将来展望」
  • [学会発表] NOAA12673 に関する活動領域形成シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      鳥海 森
    • 学会等名
      PSTEP・ISEE 研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」第2回
  • [学会発表] Hydrodynamic Simulation of GOES Soft X-ray Light Curves: Relationship with the Time Scales of Mag- netic Reconnection and Thermal Processes2018

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi、J. W. Reep
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] 黒点形成やフレア発生におけるプラズマ過程2018

    • 著者名/発表者名
      鳥海 森
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Properties of Solar Active Regions that Govern Large Solar Flares and Eruptions2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi, C.J. Schrijver, L.K. Harra, H. Hudson, K. Nagashima
    • 学会等名
      Joint Hinode-11/IRIS-8 Science Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Largest Sunspots in History: Magnetic Flux Content, Emergence Rate, and Generation Mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi, T. Sakurai
    • 学会等名
      Joint Hinode-11/IRIS-8 Science Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Various Local Heating Events in the Earliest Phase of Flux Emergence2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi, Y. Katsukawa, M.C.M. Cheung
    • 学会等名
      Joint Hinode-11/IRIS-8 Science Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal and Spatial Scales in Coronal Rain2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, Y. Katsukawa, P. Antolin, S. Toriumi
    • 学会等名
      Joint Hinode-11/IRIS-8 Science Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Various Local Heating Events in the Earliest Phase of Flux Emergence2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi, Y. Katsukawa, M.C.M. Cheung
    • 学会等名
      Flux Emergence Workshop 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] MHD Simulations of Formation and Eruption of a Magnetic Flux Rope in a Quadrupolar Active Region with a Delta-Sunspot2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Oi, T. Yokoyama, S. Toriumi
    • 学会等名
      Flux Emergence Workshop 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation and Modeling of Flare-productive Active Regions2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi
    • 学会等名
      Flux Emergence Workshop 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Properties of Solar Active Regions that Govern Large Solar Flares and Eruptions2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi, C.J. Schrijver, L.K. Harra, H. Hudson, K. Nagashima
    • 学会等名
      48th SPD Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] MHD simulations of formation and eruption of a magnetic flux rope in an active region with a delta-sunspot2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yokoyama, Y. Oi, S. Toriumi
    • 学会等名
      48th SPD Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 大規模な太陽フレアを生じやすい活動領域の数値シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      鳥海 森、高棹真介
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] Physical Processes of Flux Emergence and Active Region Formation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi
    • 学会等名
      4th Asia-Pacific Solar Physics Meeting (APSPM 2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation and Modeling of Flare-productive Active Regions of the Sun2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi
    • 学会等名
      Helicity Thinkshop 3
    • 国際学会
  • [学会発表] MHD Simulations of Flare-productive Sunspot Regions2017

    • 著者名/発表者名
      鳥海 森、高棹真介
    • 学会等名
      CfCAユーザーズミーティング2017
  • [学会発表] Numerical Modeling of Flare-productive Active Regions of the Sun2017

    • 著者名/発表者名
      S. Toriumi, S. Takasao
    • 学会等名
      AGU 2017
    • 国際学会
  • [備考] 鳥海森ホームページ

    • URL

      http://hinode.nao.ac.jp/user/toriumi/

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-22  

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