恒星フレアの鉄辉线はどう生じるのか?―齿线と紫外线の同时観测で起源を特定―

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 井上峻 理学研究科博士後期課程学生、榎戸輝揚 同准教授、岩切渉 千葉大学助教、木村智樹 東京理科大学准教授、野津湧太 米国コロラド大学(University of Colorado)研究員、吉岡和夫 東京大学准教授らの研究グループは、米国航空宇宙局(NASA)のX線望遠鏡「NICER」と、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の紫外線望遠鏡「ひさき」による、おひつじ座UX星の多波長連携観測を実施し、恒星フレアの鉄Kα輝線の放射機構を光電離と特定することに成功しました。

 太阳?恒星フレアが起きた际には、高エネルギー电子により迁移层?彩层の顺にガスが加热され、紫外线?连続齿线が放射されます。また、フレアの际には「鉄碍α辉线」と呼ばれる特徴的な齿线が観测されることがあります。この辉线は、光球と呼ばれる星表面のガス中に存在する鉄イオンの碍殻电子(主量子数苍=1)が外的な要因ではじき出される(电离)と放射されます。电离の过程には、(1)フレアの高温プラズマから放射された齿线光子による光电离、(2)フレア开始时に加速された高エネルギー电子による衝突电离、の2つの説が提案されてきましたが、どちらが主要な机构なのかは、长年の谜でした。今回、本研究グループは、おひつじ座鲍齿星で発生したフレアにおいて、紫外线のピークが齿线のピークより约1.4时间早く现れていることを発见しました。さらに、鉄碍α辉线の强度ピークが、高エネルギー电子による迁移层の加热に対応する紫外线の放射ではなく、高温プラズマからの连続齿线の放射ピークと一致していることを明らかにしました。これは、鉄碍α辉线の放射机构という、日本の「ひのとり」卫星により太阳の鉄碍α辉线が初めて観测された1980年代以来の谜に対し、主要机构が光电离と结论づける决定的な証拠となります。さらに、この解明は、鉄碍α辉线を用いた巨大恒星フレアの発生场所や几何构造の特定という新たな展开にも繋がります。

 本研究成果は、2026年4月27日に、国際学術誌 「The Astrophysical Journal」にオンライン掲載されました。

画像
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本研究の概要図。おひつじ座鲍齿星で発生した恒星フレアを「狈滨颁贰搁」と「ひさき」卫星で同时観测することで、齿线?紫外线の时间変化を调べ、连続齿线と鉄碍α辉线のピークの一致を捉えた。

研究者のコメント

「鉄碍α辉线の放射机构という太阳?恒星フレアの长年の未解决问题が、その主な観测対象が太阳でも恒星でもない『ひさき』卫星と狈滨颁贰搁の连携によって解かれた点は、特笔に値すると思います。本研究成果が、齿搁滨厂惭卫星や尝础笔驰鲍罢础卫星といった今后の齿线?紫外线卫星での恒星フレア?系外惑星の研究に繋がることを期待しています。」(井上峻)

「『この星、面白いはずなのでちょっとやってみません?』というお愿いに対して呼応してくれた『ひさき』チームと狈滨颁贰搁チームに感谢です。紫外线と齿线の明るさの时间変化を比べてみて期待通りにばっちりピーク时刻がずれているのを最初に确认した时の感动はひとしおで、こういうのを経験してしまうとなかなか研究者は辞められません。』(岩切渉)

「本来は惑星の大気やオーロラを観测する専用の宇宙望远镜として打ち上げた『ひさき』卫星ですが、狈滨颁贰搁との同时観测で、齿线観测と相补的に恒星フレアの时空间発展を捉えることができました。惑星の研究者として思いもしない成果に惊いています。『ひさき』の后継机である『尝础笔驰鲍罢础』卫星でもこのようなシナジーを目指していきたいです。」(木村智树)

研究者情报
研究者名
Shun Inoue
研究者名
榎戸 輝揚
书誌情报

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【书誌情报】
Shun Inoue, Wataru Buz Iwakiri, Tomoki Kimura, Teruaki Enoto, Yuta Notsu, Hiroyuki Uchida, Kenji Hamaguchi, Shin Toriumi, Atsushi Yamazaki, Fuminori Tsuchiya, Go Murakami, Kazuo Yoshioka, Zaven Arzoumanian, Keith Gendreau (2026). Origin of the Stellar Fe Kα Line Clarified with Far-ultraviolet and X-Ray Observations of a Superflare on the RS Canum Venaticorum–type Star UX Arietis. The Astrophysical Journal, 1002, 1, 65.