恒星圏進化論：恒星磁気活動の理論的研究

恒星圏特性を決定する最も基本的な要素は恒星風と恒星XUV（X線と極端紫外線の総称）放射である。これらを理論的に推定すべく、2022年度は「1. 新たな物理素過程を取り入れた恒星風モデルの構築およびそれを用いた恒星風スケーリング則の導出」、「2. XUV放射モデルの恒星観測による検証」の二つの研究課題に取り組んだ。これまでの恒星風理論研究においては恒星表面の熱対流と磁場の相互作用により生み出される波動（アルベーン波）をエネルギー源とするモデルが盛んに研究されてきた。しかし近年の太陽観測によると太陽内部から浮上してきた磁場の塊（浮上磁場）もエネルギー源として重要であることが示唆されている。このような背景のもと、私はアルベーン波と浮上磁場の両効果を取り入れた新たなモデルの枠組みを考案し、その数値シミュレーションを行った。シミュレーションをもとに導出したスケーリング則は太陽観測、恒星観測いずれとも整合的であり、恒星風形成においてアルベーン波と浮上磁場の両方が重要であることが示された。太陽や太陽型星の外層大気は数百万度の超高温に加熱されており、この大気層をコロナと呼ぶ。コロナからは高エネルギーの電磁波（XUV）が恒常的に放射されている。逆に言えば恒星からのXUV放射を観測すれば恒星コロナ加熱の理論モデルを制限できる可能性があるということである。私は以前開発した太陽XUV放射モデルを一般の太陽型星へ拡張し、得られた放射スペクトルを観測と直接比較することでモデルの検証を行った。比較を行った三つの恒星観測のうち二つは太陽モデルの延長で非常に良く再現することができた。一方特に磁気活動の激しい恒星についてはこれまでのモデルの延長で説明することはできず、新たな加熱機構の必要性が示唆された。

恒星圏特性を決定する最も基本的な要素は恒星風と恒星XUV（X線と極端紫外線の総称）放射である。これらを理論的に推定すべく、2022年度は「1. 新たな物理素過程を取り入れた恒星風モデルの構築およびそれを用いた恒星風スケーリング則の導出」、「2. XUV放射モデルの恒星観測による検証」の二つの研究課題に取り組んだ。これまでの恒星風理論研究においては恒星表面の熱対流と磁場の相互作用により生み出される波動（アルベーン波）をエネルギー源とするモデルが盛んに研究されてきた。しかし近年の太陽観測によると太陽内部から浮上してきた磁場の塊（浮上磁場）もエネルギー源として重要であることが示唆されている。このような背景のもと、私はアルベーン波と浮上磁場の両効果を取り入れた新たなモデルの枠組みを考案し、その数値シミュレーションを行った。シミュレーションをもとに導出したスケーリング則は太陽観測、恒星観測いずれとも整合的であり、恒星風形成においてアルベーン波と浮上磁場の両方が重要であることが示された。太陽や太陽型星の外層大気は数百万度の超高温に加熱されており、この大気層をコロナと呼ぶ。コロナからは高エネルギーの電磁波（XUV）が恒常的に放射されている。逆に言えば恒星からのXUV放射を観測すれば恒星コロナ加熱の理論モデルを制限できる可能性があるということである。私は以前開発した太陽XUV放射モデルを一般の太陽型星へ拡張し、得られた放射スペクトルを観測と直接比較することでモデルの検証を行った。比較を行った三つの恒星観測のうち二つは太陽モデルの延長で非常に良く再現することができた。一方特に磁気活動の激しい恒星についてはこれまでのモデルの延長で説明することはできず、新たな加熱機構の必要性が示唆された。