mai_coolstars21

山下真依 (Mai YAMASHITA)

兵庫県立大学 理学研究科 光学赤外線天文学研究室 D3
Nishi-Harima Astronomical Observatory (NHAO), Graduate School of Science, University of Hyogo


研究内容

coolstars205

私は100万-1000万歳の若い天体”前主系列星”の大気を観測し、内部構造と磁場の進化を調査しています。

太陽(46億歳)のような星は、電気を帯びたガスで構成されます。その運動は強い磁場を生成すると言われています。しかし天体の内部も磁場も直接観測することはできません。そこで磁場と関連の深い大気層である”彩層”に着目しました。活発な彩層からは、カルシウムやマグネシウムなどの輝線が発生します。
前主系列星も太陽と同様に彩層を持ちます。さらに@今の太陽より数倍から数十倍速く自転する、A対流層が分厚い、という特徴のおかげで、前主系列星の彩層は活発であると考えられます。前主系列星では核融合反応が始まるなど、天体の進化にとって重要な時期です。彩層活動を観測すると、直接観測できない前主系列星の内部構造や磁場について解明できるかもしれません。

観測&解析

私の研究では、2 mなゆた望遠鏡と分光器MALLSを用いて、前主系列星の彩層輝線を分光観測しています。また、Keck望遠鏡やVLT(;Very Large Telescope)など海外の大型望遠鏡で取得された分光データも取り寄せて解析しています。

結果、考察、今後の課題

結果、60天体中、40〜50天体の前主系列星は自転が速い主系列星と同程度に明るいカルシウム輝線を示し、磁場による彩層活動が優勢であることが分かりました。これらの前主系列星では彩層全体が活動領域に覆われていると考えられます。太陽の彩層では活動領域は全体の数%しかないため、前主系列星の彩層はかなり活発です。現在は前主系列星の内部構造の解明を目指し、マグネシウム輝線を解析しています。

おもしろさ

星の進化は1000万年以上かかり人間の寿命を遥かに上回ります。天文学の面白さの一つは、様々な年齢の天体を観測し、天体の未来と過去を推定できることだと思います。それでも天文学の研究は一朝一夕ではありません。私が携わる彩層の加熱の仕組みや天体の核融合反応の開始も、長年 解明が難しいとされている問題の一つです。


研究・出版活動/Publications

■学術誌等に発表した論文/Refereed Papers

  • Mai Yamashita, Yoich Itoh, Yuhei Takagi, (2020) “Measurement of the Ca II infrared triplet emission lines of pre-main-sequence stars”, PASJ., 72, 80.
  • 100万-1000万歳の"若い"前主系列星には@周りに円盤を持つ、A太陽より数倍から数十倍速く自転する、B対流層が分厚い、という特徴があります。ABが原因で生成される強い磁場は、薄い大気の層・彩層を活発にさせ、明るいカルシウム輝線を発生させると考えられます。しかし円盤からの質量降着も彩層を光らせるため、磁場が原因の彩層活動のみを観測することが難しいという問題点があります。今回、西はりま天文台なゆた望遠鏡と可視光中低分散分光器(MALLS)を用いて前主系列星を観測しました。60天体中40天体以上の前主系列星は自転が速い主系列星と同程度に明るいカルシウム輝線を示し、磁場による彩層活動が優勢であることが分かりました。そして太陽の彩層では活動領域は全体の数%であることに対して、前主系列星では彩層全体が活動領域に覆われ、かなり活発であることが示唆されました。

  • Mai Yamashita, Yoich Itoh, (2022a) “Measurements of Chromospheric Mg I Emission Lines of Zero-Age Main-Sequence Stars”, PASJ., 74, 557.
  • 活発な大気・彩層の活動は、恒星の自転と対流によって発生する磁場によって駆動されています。彩層活動を観測すると、直接観測できない対流や磁場の情報を得られるかもしれません。従来はCa II線、Mg II h・k線などの強い彩層輝線について、自転や対流との関係が多くの星で調べられてきました。そこで今回は弱い彩層輝線であるMg I 輝線(波長8807 Å)を対象としました。このMg I輝線はこれまで太陽と2天体の恒星でしか観測されていませんでした。3.9 m Anglo-Australian望遠鏡/高分散分光器(UCLES)のアーカイブデータを用いて、若い散開星団IC2391とIC2602(南のプレアデス星団)に属する、数千万歳の零歳主系列星45天体を解析しました。全天体からMg Iの吸収線が検出され、そのうち42天体からはMg Iの輝線成分も検出されました。そして速い自転(例. 秒速255 km)を持つ天体においても、Mg I輝線の強度は自転&対流に対してはっきりとした負の相関を示しました。このことからMg I輝線は彩層活動の良い指標になることが期待されます。このような彩層輝線の発見は世界初です。

  • Mai Yamashita, Yoich Itoh, Yumiko Oasa, (2022b) “Starspots, chromospheric emission lines, and flares of Zero-Age Main-Sequence Stars”, PASJ., 74, 1295
  • 零歳主系列星という若い恒星が持つ、黒点・彩層輝線・フレアについて調べました。表面に大きな黒点がある恒星では、自転により黒点が見え隠れし、 光度が変化します。近年ではNASAのトランジット系外惑星探索衛星TESSなどが、昼夜を問わず可視光の光度の変動を観測しています。 今回は零歳主系列星のTESSデータを解析し、光度の変動の振幅より黒点の大きさを調査しました。黒点の面積は約10^20-10^22 cm^2と推定されました。 つまり太陽黒点の10-100倍に相当する巨大黒点です。また一部の零歳主系列星からは爆発現象・フレアによる増光が検出されました。 これらは太陽フレアの10000倍ものエネルギーを示し、"スーパーフレア"に匹敵します。そして自転が速く、カルシウムの彩層輝線が明るい 零歳主系列星ほど@大きな黒点を持つこととA爆発現象・フレアが起こりやすいことが示唆されました。 太陽と類似した磁気活動のうち規模の大きいものが零歳主系列星の時代から続いていると考えられます。

    ■国内外の学会・シンポジウム等における発表/List of Conference Proceedings

    2023年度(D3)

  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「太陽型の前主系列星の彩層活動と黒点・フレアによる光度変動の調査」,日本天文学会秋季年会,名古屋大学,2023年9月21日
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「前主系列星の正確な有効温度の決定と微弱な彩層輝線の検出」,日本天文学会秋季年会,名古屋大学,2023年9月21日
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「前主系列星の彩層活動と黒点・フレアによる光度変動の調査」,2023年度なゆたユーザーズミーティング,オンライン開催,2023年9月14日
  • Mai Yamashita, Yoichi Itoh, Yuhei Takagi, Yumiko Oasa, "Chromospheric activities of pre-main-sequence stars", IAU Symposium 365, online, 21-25 August 2023
  • Mai Yamashita, Yoichi Itoh, Yuhei Takagi, Yumiko Oasa, "Measurement of starspots and chromospheric emission lines of pre-main-sequence stars", APRIM, Fukushima, 12 August 2023
  • Mai Yamashita, Yoichi Itoh, Yuhei Takagi, Yumiko Oasa, "Starspots, Chromospheric Emission Lines, and Flares of Pre-Main-Sequence Stars", Protostars and Planets VII (PPVII), Kyoto, 10-15 April 2023
  • 2022年度(D2)

  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「前主系列星の可視光高分散分光観測」, 日本天文学会・春季年会, 立教大学, 2023年3月
  • 本田敏志,村瀬洸太朗,山下真依,「なゆた/MALLSによる若いK型主系列星PW AndのHα線連続中分散分光観測」, 第28回スペクトル研究会, 宮城教育大学, 2023年3月
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「若い太陽型星の可視光分光観測」, 第13回光・赤外線天文学大学間連携ワークショップ, 名古屋大学, 2023年3月
  • 山下真依,伊藤洋一,鳥海森,「若い太陽型星の磁気活動の調査」, 新学術領域「星・惑星形成」2022年度大研究会, 国立天文台, 2023年2月
  • Mai Yamashita, Yoichi Itoh, Yuhei Takagi, Yumiko Oasa, "Measurement of starspots and chromospheric emission lines of young solar-type stars", Subaru Users Meeting FY2022, online, 1 Feb 2023 (oral)
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「若い太陽型星の黒点とフレアによる変光の調査」, 連星・変光星研究会, 岡山理科大学, 2022年12月
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「前主系列星の彩層活動と黒点による光度変化の調査」,日本天文学会・秋季年会, 新潟大学,2022年9月
  • Mai Yamashita, Yoichi Itoh, Yuhei Takagi, Yumiko Oasa, "Measurements of Dynamo Activity and Spots of Zero-Age Main-Sequence Stars with TESS", The 21th edition of the conference series Cool Stars, Stellar Systems and the Sun, France, July 2022
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「若い太陽型星における活動性と黒点による光度変化」,Stellar magnetic activity workshop 2022,京都大学,2022年5月
  • 2021年度(D1)

  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「若い太陽型星における活動性と黒点による光度変化」,新学術領域「星・惑星形成」2021 年度大研究会,名古屋大学,2022 年3 月
  • 山下真依,伊藤洋一,大朝由美子,「太陽型の零歳主系列星における活動性と黒点による光度変化」,日本天文学会・春季年会,広島大学(オンライン開催),2022 年3 月
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,大朝由美子,「若い太陽型星における活動性と黒点による光度変化」,第27回スペクトル研究会,兵庫県立大学,2022 年2 月
  • 山下真依,伊藤洋一,高木悠平,戸塚都,大島誠人,「恒星との比較を目的とした太陽の活動領域の近赤外Ca II 三重輝線の測定」,京都大学飛騨天文台ユーザーズミーティング,オンライン開催,2022 年2 月
  • 山下真依、伊藤洋一、「太陽型の零歳主系列星における活動性と黒点による光度変化」、日本天文学会・秋季年会、オンライン開催、2021年9月
  • 2020年度(M2)

  • 山下真依、伊藤洋一、「近赤外Mg I 輝線を用いた若い恒星の彩層活動の調査」、日本天文学会・春季年会、オンライン開催、2021年3月
  • Mai Yamashita, Yoichi Itoh, Yuhei Takagi, "Rotation-Activity Relation of Ca II and Mg I Infrared Emission Lines of Young Stars", Cool Stars 20.5, online, March 2021
  • 山下真依、伊藤洋一、高木悠平、「Mg I 輝線を用いた若い恒星の彩層活動の調査」、日本天文学会・秋季年会、オンライン開催、2020年9月
  • 山下真依、伊藤洋一、高木悠平、「近赤外Ca II三重輝線とMg I 輝線を用いた若い恒星の彩層活動の調査」、天文物理若手の会・2020年度夏の学校、オンライン開催、2020年8月
  • 山下真依、伊藤洋一、高木悠平、「近赤外Ca II三重輝線とMg I 輝線を用いた若い恒星の彩層活動の調査」、2020年度せいめいユーザーズミーティング+大学望遠鏡ユーザーズミーティング、広島、2020年8月
  • 2019年度(M1)

  • 山下真依、伊藤洋一、高木悠平、「近赤外Ca II 三重輝線とMg I 輝線を用いた若い恒星の彩層活動の調査」、日本天文学会・春季年会、筑波、2020 年3 月
  • 山下真依、伊藤洋一、高木悠平、「近赤外Ca II 三重輝線を用いた前主系列星の彩層活動の調査」、日本天文学会・秋季年会、熊本、2019年9月
  • 山下真依、伊藤洋一、高木悠平、「近赤外Ca II三重輝線を用いた前主系列星の彩層活動の調査」、光赤天連・ユーザーズミーティング、京都、2019年8月
  • 2018年度(B4)

  • 山下真依、伊藤洋一、高木悠平、「近赤外Ca II 三重輝線を用いた前主系列星の彩層活動の調査」、天文物理若手の会・2018 年度夏の学校、豊橋、2018 年7 月
  • 山下真依、他7名、「大質量星形成領域W4の温度構造」、2018年度国立天文台野辺山宇宙電波観測所・電波観測実習、野辺山、2018年6月
  • ■表彰など

  • 2020年度 第50回 天文・天体物理若手夏の学校 オーラルアワード 第二位
  • 日本天文学会 第118回早川幸男基金 採択(全額); おかげさまでフランスで開催された国際会議"Cool Stars"に参加できました。また参加できるように精進したいと強く思いました。ありがとうございました!天文月報2023年2月号に“日本天文学会早川幸男基金による渡航報告書 Cambridge Workshops of CoolStars, Stellar Systems and the Sun 21”を掲載していただけました。
  • 日本学術振興会 特別研究員 DC2
  • 兵庫県立大学 成績最優秀者賞
  • ■学外実習等 参加

  • 2018年度国立天文台 野辺山宇宙電波観測所・電波観測実習
  • 2017年度国立天文台 すばる望遠鏡・観測体験企画
  • 2016年度総研大スプリングスクール

  • その他 (教育普及活動/Outreach)

    ■雑誌に発表した記事/Articles

  • 山下真依, “シリーズ:アカデミアの外を知る 第2回: 科学技術の発展を支えるお仕事”, 天文月報, 2023年4月号, 184, (2023).
  • 山下真依, “日本天文学会早川幸男基金による渡航報告書 Cambridge Workshops of CoolStars, Stellar Systems and the Sun 21”, 天文月報, 2023年2月号, 90, (2023).
  • 山下真依, “研究テーマの選び方 一番興味のあることを研究しよう!”, 宇宙NOW, 391, 6, (2022).
  • 山下真依, “飛騨天文台の振り返り”, 宇宙Now, 380, 11, (2021). →[電子版はコチラ]
  • 山下真依, “初めて書いた英語論文”, 宇宙Now, 366, 7, (2020). →[電子版はコチラ]
  • 山下真依, “若い星の活発な大気”, 宇宙Now, 365, 6, (2020). →[電子版はコチラ]
  • 山下真依, “海部先生ありがとうございました”, 宇宙Now, 350, 5, (2019). →[電子版はコチラ]
  • 山下真依, “「播磨地域のお星さま」の巨大星座早見盤を作りました!”, 宇宙Now, 341, 6, (2018). →[電子版はコチラ]
  • 山下真依, “天文部のHIMITSUって・ ・ ・ ?”, 宇宙Now, 332, 6, (2017). 2.  →[電子版はコチラ]
  • ■国内外の学会・シンポジウム等における発表/List of Conference Proceedings

  • 山下真依、「若い恒星の活発な大気の活動 & 若い大学院生たちの活発な研究活動」、西はりま天文台 天文講演会、兵庫、2022年9月
  • 山下真依、川上碧「天文学者を救え!絶滅の危機に瀕した日本の天文学者たち」、日経ウーマノミクス2020バーチャルシンポジウム・プレゼンテーションコンテスト、大阪、2020年9月
  • ■展示・企画

    1.はりまのお星さま巨大星座早見盤

  • 西はりま天文台にて展示中
  • 姫路科学館 企画展「はりまの星・日本の星」 にて2019年12月から2020年1月まで展示していただきました。
  • 2.「レインボークイズラリー」

    2019年度西はりま天文台スターダストで、分光をテーマとしたクイズラリーを開催しました。(共同制作者:井上和也,村瀬洸太郎,八木恵,岩本悠里)

    3.光学赤外線天文学研究室 ホームページの作成&管理