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フレア星EV Lacの 超低分散高速分光観測 京都大学 野上大作, 蔵本哲也 2012/03/08(Thu) 「多バンド観測による時間変動現象の研究」研究会＠広島大学 目次 1. Introduction 2. 観測天体と観測装置 3. 観測結果とデータ解析 4. まとめと今後の展望 1. Introduction ２０１１年６月７日 SDO衛星によって 観測された太陽フレア 極紫外線観測 太陽でのフレア現象 1. ひので衛星によってX線で見た太陽 2. ひので衛星で可視光で見た太陽フレア 3. ひので衛星によってX線で見た太陽 Simultaneous Halpha and X-ray view of a flare Hα ©柴田さん X-ray Magnetic reconneciton 太陽フレアモデル • 磁気リコネクションによる エネルギー解放と粒子加速 • 加速電子のジャイロシンクロ トロン運動 → マイクロ波 • ループ根本での電子の 制動放射 → 硬X線 • 彩層が加熱される → Hα • 加熱された彩層プラズマが 上昇しループを満たす → 軟X線 恒星におけるフレア • 太陽以外の恒星においてもフレアが起こる。 • 以下の星では特に強いフレアが起こる。 • UV Cet 型星（フレア星） • RS CVn 型連星 T Tau型 • T Tau 型前主系列星 RS CVn型 UV Cet型 フレア星UV Cet のフレア 星が（連続光で）数分～数時間明るくなる ４００秒 フレア星 CN Leo のフレアをVLT/UVESで観測した物。H9の付近 の変化。時間の順に青→黒→緑→赤。H9以外の輝線はMg I, Fe I など。 Ref. Fuhrmeister et al. (2008) 太陽フレアと恒星フレア • 恒星フレアも基本的に太陽フレアと同じモデル で説明できると考えられている • ただし、恒星フレアのエネルギーは太陽フレア より数桁も大きく、なかには100万倍以上のも のもある 発生機構の詳細はまだ分かっていない 先行研究 MULTIWAVELENGTH OBSERVATIONS OF FLARES ON AD LEONIS Suzanne L. Hawley, Joel C. Allred, Christopher M. Johns-Krull, George H. Fisher, William P. Abbett, Ilya Alekseev, Stavros I. Avgoloupis, Susana E. Deustua,Alastair Gunn, John H. Seiradakis, MartinM. Sirk, and Jeff A. Valenti Received 2003 May 6; accepted 2003 July 9 • 観測天体：AD Leo • マクドナルド天文台（可視光）、ハッブル宇宙望遠鏡 （紫外線）などの同時観測 • 2000年3月10-13日で、8イベントのフレアを観測 連続成分の評価 • 多色測光観測（UV, U, B, V, R）で求めたFluxに黒体放射をfitting フリーパラメータ 課題 多色測光観測による評価だけでは情報不足 分光観測を行いスペクトルが得られれば、 連続成分の変化をより詳しく調べられるのではないか 2. 観測天体と観測装置 観測天体と観測日程 • EV Lac – – – – 等級 ： V=10.09 スペクトル型 ： M4.5V 距離 ： 16.5光年 半径 ： 0.41R◎ • 観測日程 – – – – – 2010年10月 13日 ： 4時間 15日 ： 3.5時間 16日 ： 4.5時間 17日 ： 3時間 http://cdsportal.u-strasbg.fr/#V*%20EV%20Lac 観測装置 • 広島大学 1.5mかなた望遠鏡 ＋ 高速分光装置 – 観測波長域 ： 360-1000nm – 波長分解能 ： R～20 R= 73(@400nm), 20(@600nm), 9(@800nm) – 時間分解能 ： ～ １秒 • かなた望遠鏡同架 25cm望遠鏡 – Bバンドでの同時測光観測 – 時間分解能 ： ～13s http://www.hiroshimau.ac.jp/hasc/institution/telescope/abstract/index.html http://www.hida.kyoto-u.ac.jp/~nogami/HSspec/ スペクトル生画像 • EV Lac, 2010年10月17日 22:34:50.6 - 22:34:51.1 3. 観測結果とデータ解析 光度曲線 2010年10月17日 EV Lac Bバンド 0.5等 430秒 得られたスペクトルの例 • EV Lac, 2010年10月17日 22:34:50.6 - 22:34:51.1 3600 Wavelength [Å] 青側連続成分の増光 • フレア発生時には青側の連続成分が増光する • 青側連続成分[4000-5000Å] ／ 赤側連続成分[7000-8000Å] の変化を調べてみる 4000-5000Å 7000-8000Å Wavelength [Å] 青側連続成分の増光 • 青側連続成分／赤側連続成分 の変動を調べたとこ ろ、フレア発生時に青側連続成分の増光が確認された Blue / Red 2010年10月17日 EV Lac UT [day] フレアによる増光成分 2010年10月17日 EV Lac － フレア中のスペクトル ＝ フレア前のスペクトル（平均） 増光成分 黒体放射によるfitting フリーパラメータ 2010年10月17日 EV Lac Wavelength [Å] 温度変化 T [K] 2010年10月17日 EV Lac １０秒で増光と共に 一気に加熱！ ２００００K １００００K ０K UT [day] まとめと今後の展望 • まとめ – フレアの観測に成功 – フレア時における青側連続成分の増光が確認できた – 黒体放射をfittingすることにより、増光成分の温度変化を 調べた – 実は増光成分が黒体放射的かpower law的か調べられな いかと思っていたが、どうも難しそう • 今後の展望 – エネルギー、加熱温度、時間、領域の大きさから、増光源 の特定を行う。 – フレア機構に何らかの制限が付けられるか。 ご清聴 ありがとうございました おまけ フレア面積割合 X [%] 2010年10月17日 EV Lac UT [day] 観測天体と観測日程 • YZ CMi – – – – 等級 ： V=11.225 スペクトル型 ： M4.5V 距離 ： 19.4光年 半径 ： 0.36R◎ • 観測日程 – 2010年10月 – 16日 ： 1時間 – 17日 ： 2.5時間 http://cdsportal.u-strasbg.fr/#V*%20YZ%20CMi 光度曲線 2010年10月17日 YZ CMi Bバンド 170秒 320秒 860秒 スペクトル生画像 • YZ CMi, 2010年10月17日 28:38:17 - 28:38:18 得られたスペクトルの例 • YZ CMi, 2010年10月17日 28:38:17 - 28:38:18 Wavelength [Å] 青側連続成分の増光 • 青側連続成分／赤側連続成分 の変動を調べたとこ ろ、フレア発生時に青側連続成分の増光が確認された Blue / Red 2010年10月17日 YZ CMi UT [day] 温度変化 T [K] 2010年10月17日 YZ CMi UT [day] フレア面積割合 X [%] 2010年10月17日 YZ CMi UT [day]