太陽に「触れる」最初のミッションが太陽風をキャッチ

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太陽の秘密を解明するために螺旋状に太陽に近づいてきた太陽ミッションが、重要な発見をするのに十分なほど私たちの星の表面に近づいてきました。

パーカー太陽探査機からのデータは、コロナ、または太陽の熱い外気から地球に向かって流れるエネルギーを帯びた粒子の流れである太陽風の発生源を明らかにしました。

天体物理学者の故ユージン・パーカーにちなんで名付けられ、2018年に打ち上げられたこのミッションの背後にある重要な動機の1つは、太陽の近くで風が形成されるときにどのように見えるか、そしてそれが星の重力からどのように逃れるかを解明することでした。

探査機が太陽から約1,300万マイル（2,090万キロメートル）以内に接近したとき、その機器は光球または太陽表面の近くで発生する太陽風の微細な構造を検出し、風が吹くと消えてしまう一時的な詳細を捕らえました。コロナから。

この探査機は、最終的には太陽表面上空400万マイル（640万キロメートル）以内を飛行するように特別に設計されており、2021年末には太陽に「触れる」初のミッションとなった。

太陽の発見を詳述した研究は水曜日、ジャーナル「ネイチャー」に掲載された。

太陽風は、陽子や電子などの荷電粒子を含むプラズマの継続的な流出です。 この広範囲にわたる現象には太陽磁場の一部も含まれており、コロナをはるかに超えて広がり、惑星や星間物質と相互作用しています。

この風には2種類あります。 より速い太陽風は、太陽の極にあるコロナの穴から、最高速度 497 マイル (秒速 800 キロメートル) で流れます。 太陽系の地球と同じ面にある遅い太陽風は、より穏やかな毎秒 249 マイル (秒速 400 キロメートル) で流れます。

速い太陽風は通常、地球に影響を与えません。 しかし、太陽活動が徐々に増加する 11 年間の太陽周期の最大期間中に、太陽の磁場が反転します。 この反転により、コロナホールが太陽の表面全体に現れ、太陽風のバーストを直接地球に向けて放出します。

太陽風の発生源を理解することは、科学者が地球に影響を与える可能性のある宇宙天気や太陽嵐をより正確に予測するのに役立ちます。

太陽嵐は美しいオーロラを引き起こす可能性がありますが、衛星や地球の電力網に影響を与える可能性もあります。

「風は太陽から地球に多くの情報を運ぶので、太陽風の背後にあるメカニズムを理解することは、地球上での実際的な理由から重要です」と研究共著者でメリーランド大学カレッジパーク校の物理学の著名教授であるジェームズ・ドレーク氏は論文で述べた。声明。 「それは、太陽がどのようにエネルギーを放出し、通信ネットワークの脅威である磁気嵐を引き起こすかを理解する私たちの能力に影響を与えるでしょう。」

探査機のデータから、コロナホールがシャワーヘッドのように機能し、ジェットが明るい点の形で太陽の表面に現れ、磁場が光球に出入りする場所を示すことが明らかになった。

太陽表面上のこれらの漏斗内で磁場が互いにすれ違い、反対方向に移動すると、磁場は壊れて再結合し、荷電粒子が太陽から飛び出すことになります。

「光球は、沸騰した鍋の中のように対流セルで覆われており、より大規模な対流は超粒状化と呼ばれます」と、研究主著者でカリフォルニア大学バークレー校の物理学教授スチュアート・D・ベール氏は述べた。声明。

前例のない新たな画像により、「太陽活動極大期」に近づく太陽で何が起こっているのかが明らかになる

「これらの超造粒細胞が出会って下に向かうところで、その経路にある磁場をこの下向きの漏斗の中に引きずり込みます。そこで磁場は非常に強化されます。なぜなら、磁場が詰まっているからです。それは、排水管に下る磁場の一種です」そして、それらの小さな排水管や漏斗の空間的分離が、太陽探査機のデータで私たちが現在見ているものです。」

パーカー太陽探査機は、太陽風よりも10倍から100倍の速さで移動する高エネルギー粒子を検出したため、研究者らは高速太陽風は磁場の再結合によって生成されると考えるようになった。

「大きな結論は、高速太陽風のエネルギー源を提供しているのは、これらの漏斗構造内の磁気再結合であるということです」とベイル氏は述べた。 「それはコロナホールのどこからでも来るだけではなく、コロナホール内でこれらの超顆粒細胞までの下部構造にあります。それは対流に関連するこれらの小さな磁気エネルギーの束から来ます。私たちの結果は、強力な証拠であると私たちは考えています」それは再接続によって行われるということです。」

太陽は 2025 年 7 月に太陽活動極大に達すると予想されており、そのため、太陽フレアや予期せぬ場所で北極光と南極光が見えるという報告が増えています。 幸いなことに、パーカー太陽探査機と別のミッションであるソーラー・オービターは、太陽の強力でダイナミックな力が働いている様子を観測する準備が完璧に整っています。

しかし科学者たちは、混沌とした活動が観測を覆い隠す可能性がなかった静かな太陽極小期に、太陽の劇的な変化が増大する前にパーカー太陽探査機が打ち上げられたことに感謝している。

「太陽探査ミッションの開始当初は、太陽周期の最も静かで鈍い時期にこれを打ち上げるということで、多少の驚きがありました」とベイル氏は語った。 「しかし、それがなければ、私たちはこれを決して理解できなかったと思います。あまりにも厄介なことになっていたでしょう。太陽極小期に打ち上げられたのは幸運だったと思います。」