研究内容

恒星は質量・年齢ごとにさまざまな内部構造をとります。この内部構造は我々が観測できる表面にも反映されます。私は恒星表面の振動や組成から恒星の性質を推定する手法について検討しています。

恒星の固有振動（星震学）

地球における地震学と同様、恒星も表面振動を調べる事で内部構造を推定することができます（星震学）。星震学は恒星内部を探る有力な手段となっています。

• かじき座γ型変光星において漸近理論を内部構造が制限可能であることを解析的に示しました (Tokuno & Takata 2022)。

恒星の表面組成（汲み上げ）

対流が起こると、恒星内部で核反応によって変化した化学組成が表面へと運ばれます（汲み上げ）。恒星進化計算から予測される汲み上げによる表面組成変化を観測と比較することで恒星の物理量を推定することができます。

• 超新星爆発の前駆体である赤色超巨星の汲み上げについて検討しています (in progress, Co-I)

自転・磁気活動は太陽・太陽に似た恒星（太陽型星）特有の現象であり、惑星環境を変化させるという点でも重要視されています。これらの現象を太陽・太陽型星で相互比較することで太陽が示す自転・磁気活動がどのような段階にあるのかを検討しています。

恒星の自転進化

磁場による角運動量輸送（磁気制動）により、低温度星の自転は時間と共に遅くなる事が分かっています。低温度星の自転進化はダイナモ機構の間接的制限となるためその理解は重要視されています。

• 差動回転を加味した太陽程度の質量の恒星の自転進化について簡単なモデルを考案し、その性質を考察しました (Tokuno et al. 2023)。

太陽・恒星の磁気活動

黒点やフレアといった磁気活動は低温度星を特徴づける重要な現象です。太陽に近い恒星（太陽型星）の中には太陽よりもはるかに巨大な磁気活動を示す星があることが知られています。そのような巨大な磁気活動が現在の太陽でも起きうるかは重要視されています。

• 太陽・太陽型星での黒点進化段階ごとのフレア発生数を調査した結果、どちらとも黒点成長期・衰退期でフレア発生頻度に明確な差がないことを指摘しました (Tokuno  et al. 2025)。

太陽系の外にある惑星（系外惑星）の中には、ホットジュピターと呼ばれる恒星近辺を周回する巨大ガス惑星があることがわかっています。このホットジュピターの形成過程や進化過程を探求しています。

ホットジュピターの軌道進化

恒星-惑星間の潮汐作用は恒星自転や惑星軌道の長期進化に影響を及ぼすと考えられています。しかし潮汐作用によって何がどのように変わるかというのは未知数であり、理論的・観測的な探究が現在進行形で進められています。

• 小質量星+ホットジュピターという系に対して潮汐相互作用の効率の上限を決める新しい手法を提案しました (Tokuno et al. 2024)。

• 赤色巨星Kepler-56で見つかっている特異な自転構造がホットジュピターの飲み込みの痕跡である可能性を指摘しました (Tokuno 2025)。

ガス惑星の内部構造

太陽系では衛星観測から惑星の内部構造も調べることができます。しかし、系外惑星においてはそれができないために内部構造を調べるのは一般に困難です。しかし、軌道変化の振る舞い・直接撮像での光度などから内部構造に関する制限を得る試みが行われています。

• 長期間にわたるトランジット観測から軌道変化を捉え、惑星の内部構造を検討するプロジェクトに参加しています (in progress, Co-I)

• 希釈核があることで惑星の熱進化がどのように変わるかを検討するプロジェクトに参加しています (in progress, Co-I)

大質量星の進化段階末期におきる超新星爆発は中性子星・ブラックホールといった非常に高密度な天体（コンパクト天体）を作ります。コンパクト天体がどのような性質を持つか、どのようにして見つけるかについても検討しています。

失敗型超新星爆発の光度曲線

失敗型超新星はBH形成を伴う現象で、可視光の減光と赤外線での増光という光度曲線が起きると考えられています。その光度曲線なら何を引き出すことができるのかについて検討することコンパクト天体の探査において重要です。

• 赤外線スペクトルと比較するという目的のもと、ダストの組成・サイズ分布を計算するプロジェクトに参加しています(in progress, Co-I)。

コンパクト連星

コンパクト天体を含む連星（コンパクト連星）をコンパクト天体の起源や連星進化の検証をする上での鍵であると考えられています。天体の動きを調べることでコンパクト連星を増やしていくのは重要です。

• アストロメトリ法・視線速度法などによってコンパクト連星を探すプロジェクトに参加しています (Shiraishi et al. 2026)。

中性子星の内部磁場

中性子星は非常に高密度・強磁場な天体です。極限環境における物理の実験場としてその特性は注目されており、理論的検討からその振る舞いを制限することは重要です。

• 中性子星の内部磁場の安定性を検討するプロジェクトに参加しています(in progress, Co-I)。

鉱物を分析すると、恒星で起きた現象を反映した痕跡が見つかることがあります。私は、鉱物試料に保存された情報を太陽・恒星の物理へ還元する研究にも取り組んでいます。

プレソーラー粒子

超新星爆発や漸近巨星分岐星（AGB星）は周囲へ大量のガスを放出し、その一部は冷却に伴って固体微粒子（ダスト）を形成します。こうした粒子の一部は太陽系形成時に取り込まれ、特徴的な元素・同位体組成をもつプレソーラー粒子として隕石などから発見されています。恒星進化とダスト形成と組み合わせることでプレソーラー粒子の示すサイズや組成を検討することができます。

• 超新星爆発周囲のプレソーラー粒子のサイズを解釈するプロジェクトに参加しています(in progress, Co-I)。

希ガス粒子の打ち込み

鉱物中には、その形成時には含まれにくい希ガスが検出されることがあります。こうした希ガスの一部は、恒星から放出された粒子が高速で鉱物に衝突し、内部へ打ち込まれた痕跡と考えられます。打ち込み過程を物理的にモデル化することで、鉱物に残された希ガスから太陽や恒星から放出された粒子の性質を読み解くことができます。

• 小惑星試料の希ガスを解釈するプロジェクトに参加しています(in progress, PI)。

古典籍の記述の中には、過去の科学的な出来事に関する情報が含まれています。これらを検証することは人文学・理学両方にとって重要な意味があります（see also : SPinACH (SPecialists in Astronomy, Classics, and History) group）。

東アジアの気候記録に関する統計調査

気候変動を調査する上では全球的なデータに基づく考察が必要であるにも関わらず、ヨーロッパに比べてアジアに関する気候記録に関しては検討例が多くありません。当研究では東アジアの気象記録を統計解析することでその性質を調査しています。

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南アジアの文献調査

南アジアにおける仏典においては天文学に関する類似表現が広範な範囲で散見されています。当研究ではこの記述が日食に由来する記述なのではないかという仮説に基づき考察を行っています。

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