The-Sun-as-a-star study of solar flares for understanding of stellar superflares

太阳耀斑研究以了解恒星超级耀斑

• 批准号: 21H01131
• 负责人: 柴田 一成
• 金额: $ 10.07万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01131/
• 关键词: 太陽フレア; 恒星スーパーフレア; フィラメント噴出; コロナ質量放出; アストロバイオロジー; プロミネンス噴出; 宇宙天気; 系外惑星

Maeharaらは、2012年、多くの太陽型星で最大級の太陽フレアの10-1000倍のエネルギーを解放するスーパーフレアを365例発見した。その中には太陽と同程度の自転速度の遅い星も含まれており、太陽でスーパーフレアが起きる可能性を示唆した。太陽で大フレアが起きると大規模な質量噴出が発生し、地球で様々な被害が起きるので、スーパーフレアが太陽フレアと類似の質量噴出を起こすかどうかは重要な問題である。　若い太陽型星を観測すればスーパーフレアの発生頻度が太陽より格段に高いので、スーパーフレアの検出も可能となり、質量噴出が検出できる。そこで、本研究では、若い太陽型星の分光観測を推進すると同時に、太陽フレア・プロミネンス（フィラメント）噴出のThe-Sun-as-a-star分光観測を推進し、恒星観測との比較から恒星フレアにともなう質量噴出を検出するとともに、これらの観測に基づいて恒星フレア質量噴出の統計法則を確立することを目的として共同研究を推進した。主な成果は以下の通り：（１）岡山天文台3.8ｍせいめい望遠鏡を用いた分光観測により、若い太陽型星 EK Draで複数のスーパーフレアの観測に成功し、それにともなう質量噴出の証拠を検出するのに成功した（Namekata et al. 2022a,b）。（２）太陽フレア・プロミネンス噴出の分光観測も推進することにより、きわめて広いパラメータ範囲で、恒星―太陽フレアにともなう質量噴出現象の質量ＭはフレアエネルギーＥと　M ∝ E^(2/3)という共通の統計法則にしたがうことを発見した（Namekata et al. 2022a,b, Kotani et al. 2023）。

2012年，Maehara和同事在许多类太阳恒星中发现了36​​5次超级耀斑，它们释放的能量比最大的太阳耀斑多10到1,000倍。其中包括旋转速度与太阳相当的慢速恒星，这表明太阳上可能发生超级耀斑。当太阳发生大耀斑时，会发生大量的质量抛射，对地球造成各种类型的损害，因此超级耀斑是否会引起类似于太阳耀斑的质量抛射是一个重要的问题。如果我们观察年轻的太阳型恒星，超级耀斑发生的频率比太阳高得多，因此将有可能探测到超级耀斑和质量抛射。因此，在这项研究中，我们将推广年轻太阳型恒星的光谱观测，以及太阳耀斑日珥（灯丝）喷发的太阳作为恒星的光谱观测，并将其与我们推广的恒星观测进行比较。联合研究的目的是探测与恒星耀斑相关的质量抛射，并根据这些观测建立恒星耀斑质量抛射的统计定律。主要成果如下：（1）通过冈山天文台3.8m望远镜的光谱观测，我们成功观测到了年轻太阳型恒星EK Dra中的多次超级耀斑，并发现了相关质量抛射的证据（Namekata et.等2022a、b)。 (2) 通过推广太阳耀斑和日珥抛射的光谱观测，我们确定与恒星-太阳耀斑相关的质量抛射现象的质量M可以表示为耀斑能量E和M∝E^(2/3)在一个非常宽的参数范围内，发现它遵循常见的统计规律（Namekata et al. 2022a,b, Kotani et al. 2023）。

项目成果

Unified Relationship between Cold Plasma Ejections and Flare Energies Ranging from Solar Microflares to Giant Stellar Flares

• DOI: 10.3847/1538-4357/acac76
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Yuji Kotani;Kazunari Shibata;T. Ishii;D. Yamasaki;Ken Otsuji;K. Ichimoto;A. Asai

Detection of a High-velocity Prominence Eruption Leading to a CME Associated with a Superflare on the RS CVn-type Star V1355 Orionis

检测到导致与 RS CVn 型恒星 V1355 Orionis 上的超级耀斑相关的日冕物质抛射 (CME)

• DOI: 10.3847/1538-4357/acb7e8
• 发表时间: 2023
• 期刊: Astrophysical Journal
• 影响因子: 4.9
• 作者: Inoue;Shun ; Maehara;Hiroyuki ; Notsu;Yuta ; Namekata;Kosuke ; Honda;Satoshi ; Namizaki;Keiichi ; Nogami;Daisaku ; Shibata;Kazunari
• 通讯作者: Kazunari

Thermodynamic properties of small flares in the quiet Sun observed by Hα and EUV: plasma motion of the chromosphere and time evolution of temperature / emission measure

Hα 和 EUV 观测到的安静太阳中小耀斑的热力学特性：色球层的等离子体运动和温度/发射测量的时间演化

• 发表时间: 2023
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Kotani Yuji;Ishii T. Takako;Yamasaki Daiki;Otsuji Kenichi;Ichimoto Kiyoshi;Asai Ayumi;Shibata Kazunari
• 通讯作者: Shibata Kazunari

Nonlinear Alfven Waves in the Chromosphere, Corona, and Wind

色球层、日冕和风中的非线性阿尔文波

• 发表时间: 2022
• 作者: Huang S.W.;Nakamura T.;Togano Y.;et al.;斉藤功太;Hideyuki Hotta;Kazunari Shibata and Takahito Sakaue
• 通讯作者: Kazunari Shibata and Takahito Sakaue

Extraordinary Activity of Magnetized Plasmas in the Sun, Stars, and Galaxies

太阳、恒星和星系中磁化等离子体的非凡活动

• 发表时间: 2022
• 作者: Tsutomu T. TAKEUCHI;Kazunari Shibata
• 通讯作者: Kazunari Shibata