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

统一理解小质量、低金属丰度恒星大气特性的理论研究

基本信息

批准号：
22KJ0906
负责人：
鷲ノ上遥香
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University (2023)The University of Tokyo (2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0906/
关键词：
コロナ加熱恒星大気磁気流体数値計算

项目摘要

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。

这项研究的目的是创建一个模型，该模型适当地纳入了在各种金属符号环境下形成的染色层中的辐射损失和磁性水动力效应，并使用这些模型对Corona加热进行数值计算以统一星星的特性。恒星中的金属量对大气中辐射冷却的效率产生了重大影响，并且是决定电晕性质的重要参数。但是，除了太阳金属量之外，没有其他既定模型的模型，而且当前情况尚无详细的理解，即从星星电晕对周围环境的高能量辐射的影响。小质量恒星大气加热的理论计算中的困难之一是对位于冠状病毒下方的染色层进行建模。这是因为必须考虑复杂的物理过程，例如色度大气的部分电离效应和非热动力平衡效应。在这个财政年度，为了阐明染色层在电晕加热中的作用，我们首先对具有各种染色性结构的恒星大气加热进行了磁性流体的数值计算。结果，发现色彩层的电晕形成和物理状态密切相关，并且高温电晕的形成条件通过色层温度和电晕环的长度表达。这些结果发表在海外同行评审期刊上，并在日本和国外的学术会议上进行了七次演讲。此外，使用太阳散热层的辐射损失模型，我们用不同量的金属计算了散热层的辐射损失模型。使用该模型的电晕加热计算结果表明，电晕的性质受恒星金属量的很大影响。另外，以准分析方式模拟了连接稳态电量物理量的缩放关系，并基于此，验证了数值计算结果的有效性。关于这些结果，会议上提出了两个结果。