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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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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

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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)
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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:

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
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
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)

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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
absorption and emission coefficients
Absorption and Emission Coefficients

Absorption coefficient

Emission coefficient

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