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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 • 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 • Basic equations radiative transfer: statistical equilibrium: hydrostatic equilibrium:
Semi-empirical models • Method
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 radiative transfer: statistical equilibrium: hydrostatic equilibrium:
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
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 (太陽) Liu et al. (2001)
M型星(AD Leo) Haisch et al. (1991)
Black light flare (太陽) 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. (2003) • 非熱的電子が落とすエネルギー • Radiative cooling rate • Energy balance
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
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) • 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
Allred et al. (2006) Cooling (H) Completely Ionized (H) Cooling (He)
Allred et al. (2006) Completely Ionized (He)
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
Absorption and Emission Coefficients Absorption coefficient Emission coefficient