せいめいUM (12+3 min) 2023年9月12日(火)低質量星でのスーパーフレアの多波長連携観測の成果と今後の方針
行方 宏介/Kosuke Namekata(NAOJ/ALMA Project)
Collarborators: V. Airapetian (NASA), Pascal Petit (Obs. Midi-Pyrenees), 前原裕之 (NAOJ), 幾田佳(Univ. of Tokyo), 井上俊 (Kyoto Univ.), 野津湧太 (CU Boulder), Keith Gendreau, Zaven
Arzoumanian (NASA), 本田敏志 (Hyogo Univ.), 野上大作, 柴田一成 (Univ. of Kyoto), andsolar/stellar team in Japan&US.

©NAOJ

太陽・恒星フレア
標準モデル
プロミネンス/CME

CoronaElectron beam
Thermalconduction

フレアの放射黒点の磁場

惑星に影響
プロミネンス/CMEの運動

Chromos.
Photos.

フレア

Shibata+19952せいめい望遠鏡で観測してきたフレア星
G-type starStars showing magne7c ﬂares[Solar-type star/Sun-like star]
As a proxy of “active Sun”?

RS CVn-type starInterest in physics of Extreme
flare events and binary evolution[Inoue et al. 2023.]⇒ 井上 talk

M/K-type star

Van Doorsselaere+17

As exoplanet hosting stars[KN+20b, Namizaki & KN+23]

Namekata+20b3

Papers and Thesis from Seimei Observa5on (PI: Namekata)(査読論⽂4, 投稿1, 準備中2, 修⼠論⽂2, 博⼠論⽂1, プレスリリース2)• M型星フレア (19A-1-CN06, 19B-N-CN05, 20B-N-CN02, 21A-N-CN03)• Namekata K., Maehara H., Sasaki R. et al. (2020), PASJ, 72, 68 (citaGon: 34)- Press release: hLps://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2020-07-10-1- 2020年"High Impact ArGcles From PASJ"の"MOST DISCUSSED"の2番⽬• Namizaki K., Namekata K. et al. (2023), ApJ, 945, 61 “A Superﬂare on YZ Canis Minoris Observed by theSeimei Telescope and TESS: Red Asymmetry of Hα Emission Associated with White-light Emission”• 岡本壮師, 2021, 修⼠論⽂(京都⼤学)• 浪崎圭⼀, 2023, 修⼠論⽂(京都⼤学)• G型星フレア (20A-N-CN08, 21A-N-CN02, 21B-N-CN09, 22A-N-CN06, 22B-N-CN11, 23A-N-CN07)• Namekata K., Maehara H., Honda S. et al. (2022), Nature Astronomy, 6, 241 (citaGon: 41)- Press release: hLp://okayama.mtk.nao.ac.jp/EK_Dra/EK_Dra_superﬂare.html• Namekata K., Maehara H., Honda S. et al. (2022), ApJ LeLers, 926, 5 (citaGon: 13)• Namekata K., AirapeGan V., Pascal P. et al. (2023), submiLed to ApJ, “MulG-wavelength Campaign
ObservaGons of a Young Solar-type Star, EK Draconis I. Discovery of Prominence ErupGons Associatedwith Superﬂares”⇒ この⼀年の成果をレビュー• Namekata et al. in prep. & Ikuta et al. in prep.
(査読論⽂1, 投稿1, 準備中2, 修⼠論⽂1)• ⾏⽅宏介, 2021, 博⼠論⽂(京都⼤学)

4太陽型 (G型主系列)星のスーパーフレア• 近年のスペース観測の進展により、太陽型星では年齢問わずスーパーフレア(>1033 erg)が発⽣している事が発⾒(Maehara et al. 2012, Nature)• もし若い/現在の太陽で発⽣したら、若い地球の大気や現代文明への影響は？
• 特に近年は「スーパーCME(コロナ質量放出)」の有無に関⼼⾼まる星の明るさ

スーパーフレアの例(Maehara+12, Nature)

スーパーフレア

惑星へ影響

スーパーCME？

10 day恒星の角運動量・質量進化
時間 [日]5これまで：巨大フィラメント噴出の発見• 2020年3.8mせいめい望遠鏡の観測により、若い太陽型星のスーパーフレアの可視光分光観測に初成功⇒「⻘⽅偏移するHα線の吸収成分」を検出• スーパーCMEの間接的証拠である、太陽型星からの巨大フィラメント噴出現象を初めて発見
太陽型星のCME研究の扉が開かれた
新たな謎
1. 多様性や頻度は？( 数増やす)
スーパーフレア
フレア
前との差分

中
(星表面の増光)

2. 本当にプラズマが脱出するか？
( X線同時観測で調査)

スーパーフレア後-20+2

Hα線中心からの波長[nm](せいめい望遠鏡)

3. 大噴出現象を起こす起源は？
( 「黒点」の同時観測が必要)
CMEの全貌や物理を解明したい(Namekata K. et al. 2022a Nature Astronomy & 2022b ApJ Letters)

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4-Year Observations from 2020 through 2023
[目標] Hαでスーパーフレア>10例(&多波長)検出

せいめい望遠鏡(Hα)
なゆた, 188cm望遠鏡

TESS衛星(白色光)NICER(軟X線@ISS)

Bernard Lyot望遠鏡(偏光分光観測@フランス)[ターゲット] 近傍の若い太陽型星(G-dwarfs)• EK Dra (G2V, 年齢100Myr)• V889 Her (G1.5V, 年齢25 Myr)[望遠鏡] せいめい望遠鏡/KOOLS-IFUの約100⽇間の観測を軸に、世界的キャンペーン展開.
[期間] 2020A-2023A(⽬標の期間は⼀旦終了)
結果:
1. 合計11例のスーパーフレアの検出
2. 2022年：多波長で3例を同時観測
当初の目標を達成
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Future Directions with Seimei. I•

より効率よく、多波⻑観測を実施したい•

これまで: Classicalの潤沢な時間を軸に、他の望遠鏡を合わせに⾏く• ⾼価な望遠鏡(Hubble, FAST, XRISM, etc.)との同時観測を逃す可能性• ⿊点のマッピングにClassicalは向かない(⼀⽇に数-10分の露出を、何⽇間か連続取得)•

今後: Classical + ToO (+ possible queue)で、フレキシブルに多波⻑フレア・⿊点観測したい

1日5-10分だけ(Classical? ToO?)
queue観測で実現？現状では？

Classical

Hubbleの観測が急遽決定

XRISMの観測が急遽決定

ToO

ToO
Classical
NICER, Swift=基本全部見にいく

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Future Directions with Seimei. II•

ZAMS太陽型星からCTTS, wTTSへ ⇒ “The Sun in Time”の理解•(彩層線含む)高分散分光器(R>~20,000)が(相変わらず)欲しい ⇒ 恒星表⾯の理解

••

•
•

太陽フレア：彩層の運動が,数10 km/sで⾚⽅偏移するHα線で観測
M型星スーパーフレア：Hα線の⾚⽅偏移(数100km/s)がKOOLSでも⾒えた(Namizaki et al. 2023)
しかし、太陽型星ではフレア放射の赤方偏移はまだ可視で見つかっていない
おそらく、KOOLSでは分解能不⾜浪崎圭⼀, 修⼠論⽂発表資料より
Namizaki K, Namekata K, et al. (2023), ApJ

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Summary•

2020年から4年間、せいめい/KOOLS-IFUに潤沢な観測時間をいただいた。

•若い太陽型星で11件スーパーフレアを分光観測 ⇒ Hα線の多様性解明という目標を達成。

•

次の段階として、X線・紫外・電波・GHAOS-RVを加えた、多波⻑観測を実現させたい。

•

そのために、よりフレキシブルに観測できれば嬉しい。

3 press releases from our group

いつも観測時間をいただきありがとうございます。
また、ToO観測者の⽅はいつもご配慮ありがとうございます。
引き続きよろしくお願いいたします。

Reference papers in my talk
- Namizaki K., Namekata K. et al. (2023), ApJ, 945, 61 “A Superflare on YZ Canis Minoris Observed by the Seimei
Telescope and TESS: Red Asymmetry of Hα Emission Associated with White-light Emission”- Namekata K., Airapetian V., Pascal P. et al. (2023), submitted to ApJ, “Multi-wavelength Campaign Observationsof a Young Solar-type Star, EK Draconis I. Discovery of Prominence Eruptions Associated with Superflares”- Namekata et al. in prep. & Ikuta et al. in prep.

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