小質量低金属量恒星大気の性質の統一的理解に向けた理論研究

本研究の目的は、様々な金属量環境下で形成される彩層での輻射損失および磁気流体力学的効果を適切に取り入れたモデルを構築し、それを用いたコロナ加熱数値計算を行うことで、恒星コロナの性質を統一的に理解することである。恒星の金属量は大気中の輻射冷却効率に大きく影響するため、コロナの性質を決める重要なパラメータである。しかしながら、太陽金属量以外の恒星大気理論モデルは未だ確立されておらず、恒星コロナからの高エネルギー放射が周囲の環境へ与える影響について詳細に理解されていないという現状があった。小質量恒星大気加熱の理論計算における困難な点の１つは、コロナの下層に位置する彩層のモデリングである。これは、彩層大気の部分電離効果や非熱力学平衡効果といった複雑な物理素過程を考慮する必要があるためである。当該年度ではまず、コロナ加熱における彩層の役割を明確にするために、様々な彩層構造を持つ恒星大気加熱の磁気流体数値計算を行った。この結果、コロナ形成と彩層の物理状態は密接に関係しており、高温コロナの形成条件が彩層温度とコロナループの長さによって表されることを見出した。これらの成果は海外査読論文誌に掲載されたほか、国内外の学会にて7件発表を行った。さらに、太陽彩層の輻射損失モデルを参考に、異なる金属量を持つ彩層の輻射損失モデル計算を行なった。このモデルを用いたコロナ加熱計算を実施した結果、コロナの性質は恒星の金属量に大きく影響を受けることが実証された。また、定常コロナにおける物理量を結ぶスケーリング関係式を準解析的に導出し、それをもとに数値計算結果の妥当性を確かめた。これらの結果について学会での成果発表を2件行った。

本研究の目的は、様々な金属量環境下で形成される彩層での輻射損失および磁気流体力学的効果を適切に取り入れたモデルを構築し、それを用いたコロナ加熱数値計算を行うことで、恒星コロナの性質を統一的に理解することである。恒星の金属量は大気中の輻射冷却効率に大きく影響するため、コロナの性質を決める重要なパラメータである。しかしながら、太陽金属量以外の恒星大気理論モデルは未だ確立されておらず、恒星コロナからの高エネルギー放射が周囲の環境へ与える影響について詳細に理解されていないという現状があった。小質量恒星大気加熱の理論計算における困難な点の１つは、コロナの下層に位置する彩層のモデリングである。これは、彩層大気の部分電離効果や非熱力学平衡効果といった複雑な物理素過程を考慮する必要があるためである。当該年度ではまず、コロナ加熱における彩層の役割を明確にするために、様々な彩層構造を持つ恒星大気加熱の磁気流体数値計算を行った。この結果、コロナ形成と彩層の物理状態は密接に関係しており、高温コロナの形成条件が彩層温度とコロナループの長さによって表されることを見出した。これらの成果は海外査読論文誌に掲載されたほか、国内外の学会にて7件発表を行った。さらに、太陽彩層の輻射損失モデルを参考に、異なる金属量を持つ彩層の輻射損失モデル計算を行なった。このモデルを用いたコロナ加熱計算を実施した結果、コロナの性質は恒星の金属量に大きく影響を受けることが実証された。また、定常コロナにおける物理量を結ぶスケーリング関係式を準解析的に導出し、それをもとに数値計算結果の妥当性を確かめた。これらの結果について学会での成果発表を2件行った。