太陽・恒星フレアにおける輻射流体シミュレーション
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太陽・恒星フレアにおける輻射流体シミュレーション. 京大・宇宙物理 川道 俊見. 概要. イントロダクション 輻射流体の背景 現在の輻射流体シミュレーション 世界における輻射流体シミュレーション Ding さん( Nanjing University )グループ Carlsson さん (Oslo University) グループ 京大グループの今後(太陽系外フレア). イントロダクション. 輻射流体の背景 フレアに伴う大気変動 Machado (1980) など 非熱的電子の効果 Ding & Fang (1997) など

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太陽・恒星フレアにおける輻射流体シミュレーション

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Presentation Transcript


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太陽・恒星フレアにおける輻射流体シミュレーション

京大・宇宙物理

川道 俊見


3793949

概要

  • イントロダクション

    • 輻射流体の背景

    • 現在の輻射流体シミュレーション

  • 世界における輻射流体シミュレーション

    • Ding さん(Nanjing University)グループ

    • Carlsson さん(Oslo University)グループ

  • 京大グループの今後(太陽系外フレア)


3793949

イントロダクション

  • 輻射流体の背景

    • フレアに伴う大気変動

      • Machado (1980) など

    • 非熱的電子の効果

      • Ding & Fang (1997) など

  • いずれもダイナミクス・エネルギーの取り扱いは単純


Semi empirical models

Semi-empirical models

  • Basic equations

    radiative transfer:

    statistical equilibrium:

    hydrostatic equilibrium:


Semi empirical models1

Semi-empirical models

  • Method


Comparison of some models

Comparison of some models

  • Quiet-Sun: VAL-C

  • Small flare: F1

  • Big flare: F2

  • White-light flare: F1*,F3


Flare models including a nonthermal electron beam

Flare models including a nonthermal electron beam

radiative transfer:

statistical equilibrium:

hydrostatic equilibrium:


Effects of the nonthermal electron beam and velocity fileds on the h profile ding fang 1997

Effects of the nonthermal electron beam and velocity fileds on the H profile (Ding & Fang 1997)

Both blue and red asymmetries can be produced by downward motions, depending on the strength of the electron beam


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現在の輻射流体シミュレーション

  • プラズマのダイナミクス・エネルギー収支の取り扱い

    • 非熱的電子の効果

    • Radiative backwarming の効果

      • より深い大気の加熱

    • White light flares (WLFs) や Black light flares (BLFs)、恒星フレアの再現


White light flare

White light flare (太陽)

Liu et al. (2001)


M ad leo

M型星(AD Leo)

Haisch et al. (1991)


Black light flare

Black light flare (太陽)

Ding et al. (2003)


Ding et al 2003

Ding et al. (2003)

  • エネルギーバランスを考えた数値計算

    • 非熱的電子が Coulomb 衝突で落とすエネルギーと放射冷却がつりあうように温度発展

    • Collisional excitaion & ionization : H 4レベル+連続

    • Radiative cooling : H, H-

  • 結果

    • H-による Cooling で WLFs, BLFs を説明

    • TMR (Temperature minimum region) の大気


Ding et al 20031

Ding et al. (2003)

  • 非熱的電子が落とすエネルギー

  • Radiative cooling rate

  • Energy balance


Continuum contrast

Continuum contrast

Flare maximum phase

     (しだいに増光: WLFs)

Continuum(λ=8500Å) の増し分

Early impulsive

phase

(最初、減光: BLFs)

非熱的電子のエネルギーフラックス


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TMR 付近の温度

1011 erg cm-2 s-1

1010 erg cm-2 s-1

初期大気


Allred et al 2006

Allred et al. (2006)

  • M 型星フレアにおける輻射流体

    • ダイナミクス、エネルギーをきちんと解く

    • XEUV backwarming

    • H, He, CaII

  • 結果

    • 観測と合う Doppler shift と Line broadening (Stark broadening)

    • 一方で、Continuum の特徴は観測と合わず


Abbett hawley 1999

基礎方程式(Abbett & Hawley 1999)


Allred et al 20061

Allred et al. (2006)

Cooling (H)

Completely

Ionized (H)

Cooling (He)


Allred et al 20062

Allred et al. (2006)

Completely

Ionized (He)


Allred et al 20063

Allred et al. (2006)


Line broadening

Line broadening


Continuum dimming

Continuum dimming


Balmer paschen jump

Balmer & Paschen jump


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京大グループの今後

  • 可視光

    • 太陽:エラーマンボム(中村くん)

    • 恒星フレア:観測と協力(野上さん、栗山くん)

      • 興味深いラインの挙動等が発見 (V711 Tau)

      • 輻射流体シミュレーションで再現(川道)

  • 電波とX線(川道)

    • Benz 則

      • 褐色矮星フレア

      • 太陽系外惑星フレア


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Benz 則


Absorption and emission coefficients

Absorption and Emission Coefficients

Absorption coefficient

Emission coefficient


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