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2022 年度 実績報告書

高精度測光と測光・分光同時観測で探るM・K型星のスーパーフレアと巨大黒点

研究課題

研究課題/領域番号 20K04032
研究機関国立天文台

研究代表者

前原 裕之  国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40456851)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード恒星フレア / プラズマ噴出 / 恒星黒点
研究実績の概要

2022年度には以下の2点の研究を中心に行った。
(1)M, K型主系列星でのスーパーフレアの観測的研究を行い、スーパーフレアの発生時のHα線線輪郭の変化から、フレアの可視連続光放射とHα線線幅の時間変化の対応関係の調査とフレアに伴うプラズマ噴出現象の探索を行った。この結果、様々な星のフレアの可視連続光放射とHα線線幅の時間変化には共通性がみられ、磁気リコネクションで生じた非熱的電子が彩層を加熱しフレアの連続光放射とHα線線幅の増大を引き起こす、という描像がスーパーフレアにおいても統一的に成り立つことが分かった。
(2)M,K,G型主系列星でのスーパーフレアよりも1桁以上大きなのエネルギーを解放するRS CVn型連星で起こるスーパーフレアを対象とした観測的研究を行い、スーパーフレアのエネルギーとフレアに伴うプラズマ噴出現象の質量や速度等の関係の統計的研究を行った。この結果、最大級の太陽フレアの7000倍のエネルギーを解放するスーパーフレアにおいて、速度が1500km/s、質量が太陽における最大級のコロナ質量放出(CME)の100-1000倍にも達するプロミネンス噴出を検出し、初めて恒星フレアが星の脱出速度を超えるプラズマ噴出現象を起こし得ることを発見した。
研究期間全体を通して、M、K型主系列星に加えて、比較対象としてG型主系列星やRS CVn型連星を対象にTESSによる測光観測と同時に、せいめい望遠鏡などを用いた高時間分解能の連続分光観測を行い、複数のスーパーフレアについて測光分光同時観測に成功した。この結果、特にフレアに伴うプラズマ噴出現象について、フレアのエネルギーと噴出するプラズマの質量の上限値の間には (プラズマ噴出の質量)∝(フレアのエネルギー)^2/3 となる関係が太陽のCMEと恒星のプロミネンス噴出でおおむね共通して成り立つことを明らかにすることができた。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Institute of Astronomy(ブルガリア)

    • 国名
      ブルガリア
    • 外国機関名
      Institute of Astronomy
  • [国際共同研究] Konkoly Observatory(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      Konkoly Observatory
  • [国際共同研究] European Southern Observatory(チリ)

    • 国名
      チリ
    • 外国機関名
      European Southern Observatory
  • [国際共同研究] Peking University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Peking University
  • [国際共同研究] University of Colorado Boulder/NASA(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Colorado Boulder/NASA
  • [雑誌論文] A Superflare on YZ Canis Minoris Observed by the Seimei Telescope and TESS: Red Asymmetry of Hα Emission Associated with White-light Emission2023

    • 著者名/発表者名
      Namizaki Keiichi、Namekata Kosuke、Maehara Hiroyuki、Notsu Yuta、Honda Satoshi、Nogami Daisaku、Shibata Kazunari
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 945 ページ: 61

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acb928

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 晩期型星におけるスーパーフレアの測光・分光同時観測2023

    • 著者名/発表者名
      前原裕之
    • 学会等名
      第13回 光・赤外線天文学大学間連携ワークショップ
  • [学会発表] K型星V833 TauとBF Lynにおけるスーパーフレアの高時間分解能分光観測2023

    • 著者名/発表者名
      前原裕之
    • 学会等名
      第28回天体スペクトル研究会
  • [学会発表] Superflares and super-CMEs on solar-type stars2022

    • 著者名/発表者名
      Maehara, H.
    • 学会等名
      XXXIst General Assembly International Astronomical Union
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous TESS and ground-based spectroscopic observations of stellar superflares: Exploring the connection between stellar mass ejections and superflares2022

    • 著者名/発表者名
      Maehara, H.
    • 学会等名
      44th COSPAR Scientific Assembly
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hunting for stellar mass ejections associated with stellar superflares through time-resolved optical spectroscopy of superflare stars2022

    • 著者名/発表者名
      Maehara, H.
    • 学会等名
      44th COSPAR Scientific Assembly
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stellar mass ejections associated with superflares on solar- and late-type stars2022

    • 著者名/発表者名
      Maehara, H.
    • 学会等名
      Solar Extreme Events: Setting Up a Paradigm: the ISSI (Bern) SEESUP team 2nd meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] せいめい望遠鏡によるK型星BF Lynのスーパーフレアの高時間分解能分光観測2022

    • 著者名/発表者名
      前原裕之, 行方宏介, 野津湧太, 本田敏志, 幾田佳, 浪崎桂一, 井上峻, 野上大作, 柴田一成
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会

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公開日: 2023-12-25  

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