恒星フレアの鉄輝線はどう生じるのか？ ―X線と紫外線の同時観測で起源を特定―

概要
　京都大学 井上峻 理学研究科博士課程学生、365bet体育在线_365bet体育平台-【中国科学院】@ 岩切渉 助教、東京理科大学 木村智樹 准教授、京都大学 榎戸輝揚 准教授、コロラド大学 野津湧太 研究員、東京大学大学院新領域創成科学研究科 吉岡和夫 准教授らの研究グループは、NASAのX線望遠鏡「NICER」と、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。
　太陽?恒星フレアが起きた際には、高エネルギー電子により遷移層?彩層の順にガスが加熱され、紫外線?連続X線が放射されます。また、フレアの際には「鉄Kα輝線」と呼ばれる特徴的なX線が観測されることがあります。この輝線は、光球と呼ばれる星表面のガス中に存在する鉄イオンのK殻電子 (主量子数n=1) が外的な要因ではじき出される (電離) と放射されます。電離の過程には、(1) フレアの高温プラズマから放射されたX線光子による光電離、(2) フレア開始時に加速された高エネルギー電子による衝突電離、の2つの説が提案されてきましたが、どちらが主要な機構なのかは、長年の謎でした。今回、本研究グループは、おひつじ座UX星で発生したフレアにおいて、紫外線のピークがX線のピークより約1.4時間早く現れていることを発見しました。さらに、鉄Kα輝線の強度ピークが、高エネルギー電子による遷移層の加熱に対応する紫外線の放射ではなく、高温プラズマからの連続X線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Kα輝線の放射機構という、日本の「ひのとり」衛星により太陽の鉄Kα輝線が初めて観測された1980年代以来の謎に対し、主要機構が光電離と結論づける決定的な証拠となります。さらに、この解明は、鉄Kα輝線を用いた巨大恒星フレアの発生場所や幾何構造の特定という新たな展開にも繋がります。
　本成果は、2026年4月27日10時（BST）に国際学術誌 「The Astrophysical Journal」にオンライン掲載されます。