太陽型星のスーパーフレアから噴出する巨大フィラメントを初検出 -昔の、そして今の惑星環境や文明に与える脅威-

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 本学のせいめい望遠鏡をはじめとした複数の望遠鏡による連携観測で、若い太陽型星で発生したスーパーフレアに伴って巨大フィラメントが噴出しているようすが初めて捉えられました。若い頃の太陽がどのようにして地球や火星の大気に影響を及ぼし、生命の生存環境が作られていったのかという疑問を解く糸口となる可能性があります。

 我々の太陽で発生する巨大な太陽フレアは、しばしばフィラメントの噴出のような質量放出現象を伴って、地球・惑星環境に影響を与えることが知られています。年齢が数億年程度の若い太陽型星(太陽に似ている恒星)や若い頃の太陽では、現在知られている最大級の太陽フレアの10倍以上という膨大なエネルギーを放つ「スーパーフレア」が発生し、それが若い惑星の大気や生命居住の可能性に多大な影響を与えていたと推測されています。また、現在の太陽でも、非常にまれではあるもののスーパーフレアが発生する可能性が示されており、我々人類の文明に及ぼす影響が危惧されています。

 行方宏介 理学研究科博士課程学生(現・国立天文台・日本学術振興会特別研究員)、野上大作 同准教授、前原裕之 国立天文台助教らの研究グループは、本学岡山天文台のせいめい望遠鏡をはじめとする複数の地上望遠鏡、衛星望遠鏡を連携させて、若い太陽型星「りゅう座EK星」の長時間の監視観測を行いました。その結果、太陽型星では初めてとなるスーパーフレアの可視光線での分光観測に成功しました。このデータを、本学飛騨天文台で観測された太陽フレアに伴うフィラメント噴出のデータと比較したところ、りゅう座EK星のスーパーフレアに伴って巨大なフィラメント(温度約1万度のプラズマ)が噴出していたことが明らかになりました。しかも驚くべきことに、今回の現象で放出されたフィラメントの質量は、太陽で起こった史上最大級の質量放出の10倍以上であり、秒速約500キロメートルもの速度に達する現象だったことが判明しました。

 今回の成果は、若い太陽が、現在の太陽(あるいは太陽と同程度年齢の恒星)よりも、その周りを回る惑星の環境に非常に大きく影響を与えていた可能性を示唆しています。若い惑星において、生命の生存環境の生成やその維持に若い太陽型星がどのような役割を果たしていたのかを、今後は具体的に議論できるようになることが期待されます。また、りゅう座EK星の大気の特性が太陽と比較的近いことから、仮に現在の太陽でスーパーフレアが発生した場合の地球環境への影響を予測する手がかりとなり、我々人類の文明にとって減災面で貢献できることも期待されます。

 本研究成果は、2021年12月9日に、国際学術誌「Nature Astronomy」に掲載されました。

若い太陽型星「りゅう座EK星」の想像図。スーパーフレアの発生に伴い巨大なフィラメント噴出が起こるようす。(クレジット:国立天文台)
図:若い太陽型星「りゅう座EK星」の想像図。スーパーフレアの発生に伴い巨大なフィラメント噴出が起こるようす。(クレジット:国立天文台)
研究者情報
書誌情報

【DOI】https://doi.org/10.1038/s41550-021-01532-8

Kosuke Namekata, Hiroyuki Maehara, Satoshi Honda, Yuta Notsu, Soshi Okamoto, Jun Takahashi, Masaki Takayama, Tomohito Ohshima, Tomoki Saito, Noriyuki Katoh, Miyako Tozuka, Katsuhiro L. Murata, Futa Ogawa, Masafumi Niwano, Ryo Adachi, Motoki Oeda, Kazuki Shiraishi, Keisuke Isogai, Daikichi Seki, Takako T. Ishii, Kiyoshi Ichimoto, Daisaku Nogami, Kazunari Shibata (2021). Probable detection of an eruptive filament from a superflare on a solar-type star. Nature Astronomy.