3 0 0 0 OA スパースモデリングを用いた超巨大ブラックホールの直接撮像
- 著者
- 本間 希樹 加藤 太一 植村 誠 野上 大作 秦 和弘 大島 誠人 笹田 真人 田崎 文得 秋山 和徳
- 出版者
- 国立天文台
- 雑誌
- 新学術領域研究(研究領域提案型)
- 巻号頁・発行日
- 2013-06-28
巨大ブラックホールの直接撮像のため、スパースモデリングを用いた電波干渉計の超解像技法を開発した。それを既存の実データに応用して超解像が可能なことを実証し、M87の巨大ブラックホールの最も近いところでジェットの根本を分解することに成功した。また、巨大ブラックホールの直接撮像を目指す国際ミリ波VLBI網の観測を2017年4月に初めて実現した。そして、開発した手法によりブラックホール撮像可能な分解能が得られ、巨大ブラックホールの直接撮像が実現できるレベルに到達していることを示した。さらに、スパースモデリングの手法を天文学の様々なデータ解析にも応用し、この手法の有効性を幅広く示した。
2 0 0 0 OA G, K, M型星でのスーパーフレア
- 著者
- 野津 湧太 前原 裕之 行方 宏介 野津 翔太 幾田 佳 本田 敏志 野上 大作 柴田 一成
- 出版者
- 日本地球惑星科学連合
- 雑誌
- JpGU-AGU Joint Meeting 2017
- 巻号頁・発行日
- 2017-03-10
Flares on G, K, M-type stars are sudden releases of the magnetic energy stored around the starspots, like solar flares. Recent high-precision photometry from space shows that "superflares", which are 10-104 times more energetic than the largest solar flares, occur on many G, K, M-type stars including Sun-like stars (slowly-rotating G-type main-sequence stars like the Sun) (e.g., Maehara et al. 2012 Nature). Such superflares emit harmful UV/X-ray radiation and high-energy particles such as protons, and may suggest that exoplanet host stars have severe effects on the physical and chemical evolution of exoplanetary atmospheres (cf. Segura et al. 2010 Astrobiology, Takahashi et al. 2016 ApJL). It is then important to know the detailed properties of such superflare events for considering the habitability of planets.In this presentation, we present statistical properties of superflares on G, K, M-type stars on the basis of our analyses of Kepler photometric data (cf. Maehara et al. 2012 Nature, Shibayama et al. 2013 ApJS, Notsu et al. 2013 ApJ, Maehara et al. 2015 EPS). We found more than 5000 superflares on 800 G, K, M-type main-sequence stars, and the occurrence frequency (dN/dE) of superflares as a function of flare energy (E) shows the power-law distribution with the power-law index of -1.8~-1.9. This power-law distribution is consistent with that of solar flares.Flare frequency increases as stellar temperature decreases. As for M-type stars, energy of the largest flares is smaller (~1035 erg) compared with G,K-type stars, but more frequent "hazardous" flares for the habitable planets since the habitable zone around M-type stars is much smaller compared with G, K-types stars.Flare frequency has a correlation with rotation period, and this suggests young rapidly-rotating stars (like "young Sun") have more severe impacts of flares on the planetary atmosphere (cf. Airapetian et al. 2016 Nature Geoscience). Maximum energy of flares and flare frequency also depends on the area of starspots, and this suggest existence of large starspots is important factor of superflares.The statistical properties of superflares discussed here can be one of the basic information for considering the impacts of flares on planet-host stars.
1 0 0 0 OA 太陽型星における恒星黒点とスーパーフレア
- 著者
- 前原 裕之 野津 湧太 野津 翔太 行方 宏介 本田 敏志 石井 貴子 野上 大作 柴田 一成
- 出版者
- 日本地球惑星科学連合
- 雑誌
- JpGU-AGU Joint Meeting 2017
- 巻号頁・発行日
- 2017-03-10
Recent space-based observations (e.g., Kepler mission) enable us to investigate the nature of “superflares” on solar-type stars (G-type main sequence stars). The bolometric energy of superflares ranges from 1033 erg to 1036 erg which is 10-104 times larger than that released by a typical X10 class solar flare. Most of the stars with superflares show large-amplitude photometric variations associated with the stellar rotation which suggest that the stars with superflares have large starspots. Spectroscopic studies of superflare stars revealed that the chromospheric activity correlates with the amplitude of brightness variations.We analyze the correlation between starspots and superflares on solar-type stars using the data from the Kepler mission. Our analysis shows that the fraction of the stars showing superflares decreases as the rotation period increases and as the amplitude of photometric variations, which is thought to correlate with the area of starspots, decreases. We found that the fraction of superflare stars among the stars with large starspots also decreases as the rotation period increases. This suggests that some of the slowly-rotating stars with large starspots show a much lower flare activity than the superflare stars with the same spot area and rotation period.Assuming simple relations between spot area and life time and between spot temperature and photospheric temperature, we compared the size distribution of large starspots with the area of >104 MSH (micro solar hemispheres; 1 MSH=3x1016 cm2) on slowly-rotating solar-type stars with that of sunspot groups. The size distribution of starspots shows the power-law distribution and that of larger sunspots lies on the same power-law line. The size distribution of spots from the Kepler data suggests that the average appearance frequency of the starspots with the area of >3x104 MSH on the solar-type stars with the rotation period similar to that of the Sun is once in a few hundred years.We also found that the frequency-energy distributions for flares originating from spots with different sizes are the same for solar-type stars with superflares and the Sun. These results suggest that the magnetic activity on solar-type stars with superflares and that on the Sun is caused by the same physical processes.
ブラックホールに降着円盤から突然大質量の降着が起こって増光し、光速に近いジェットが吹き出すX線新星や、同じく降着円盤起源の爆発現象を起こす矮新星は、ジェット現象や降着円盤の性質を調べる格好の材料である。しかし、これらはいつどの天体で爆発現象が発生するか予期できないために、その最初期の部分の観測は難しい。だがここにこそ、その機構の解明の為の鍵が隠されている。そこであらかじめプログラムした数百の天体を晴れた日は毎晩自動でモニタし、特異な現象を発見後すぐに通報するシステムを開発することを計画した。これにより降着円盤系の増光現象の最初期の挙動を明らかにし、増光やジェット現象の機構の解明を行う。本研究課題では前年度まで30cm望遠鏡によりほぼ自動モニタシステムが稼動することは確認し、モニタする天体に関しても、低質量X線連星10個程度、矮新星200個程度でリストアップは大方終了していた。最終年度の今期は、まず最終的な動作のチェックを行い、一晩で100〜150個ほどの天体のデータが得られるシステムの構築は完成した。その後、自動モニタシステムを飛騨天文台新館屋上に設置し、梅雨明けに本観測に移行した。このシステムにおいて実際に150個ほどの天体の日々の光度曲線を取得し、データベースを作成した。この中で20個ほどの矮新星の爆発現象を捉え、そのうち4回の爆発はこのシステムにおいて世界で他に先駆けて増光を捕らえたものである。その中で1個の矮新星についてはすぐにフォローアップ観測を呼びかけ、世界的な分光観測キャンペーンを組織した。その結果、爆発初期の降着円盤において約1000km/秒の円盤風が吹き出す証拠を見つけ、降着円盤の厚みが爆発の極大に向けて厚くなり、その後徐々に元に戻っていくことで解釈される、可視光分光観測としては初の観測結果を得た。これは爆発初期を捉えるこのシステムでこそ得られた成果である。しかし申請した金額からの減額によってこのシステムを保護するドームを導入することはできず、天候の変化が激しく特に冬季に非常に厳しい気象状況となる飛騨で定常的に安定して運用することはできず、当初の予定よりもデータを収集できなかったのは残念であった。