1600年代後半、私たちの激しい太陽が比較的静かだった理由

地球から見ると、太陽は心地よく一定で、昼間の青い空にいつもほぼ同じ明るさで輝いているように見えます。しかし、近くで見ると、太陽はもっと激しく動いていて、太陽黒点が点在し、太陽フレアが渦巻いています。

太陽活動は、かなり予測可能な 11 年周期で変動しており、一定の間隔で太陽黒点やフレアが増えます。しかし、周期間にも変動があり、一部の期間はより活発ですが、1600 年代後半の 30 年間にわたるマウンダー極小期のように、太陽黒点がほとんど発生しない期間もあります。天文学者は、これらの現象の背後にある正確な物理現象を解明しようと何年も試みてきましたが、原因が太陽の磁場であることについては手がかりがあります。

王立天文学会月報誌に掲載された新しい研究 昨年発表され、最近国際天文学連合のシンポジウムで発表されたこのシミュレーションは、星の自転がどのようにして非常に多様な太陽活動周期を引き起こすかをシミュレートしている。自転は星の磁場に影響を及ぼし、磁場は星の中心核の内部を流れる高温のプラズマから生まれ、太陽以外の近隣の星に見られる違いを生み出すと説明されている。太陽が経験するいわゆる「大極小期」は、はるか昔のマウンダー極小期のように、すべての星で均一ではない可能性があることが判明した。

過去 50 年間の観測結果はすべて、ある傾向を示しています。つまり、活動的な恒星ほど自転速度が速い傾向があるということです。この新しいシミュレーションは、この傾向に対する物理的な説明を提供し、「自転速度の高速化と恒星の活動周期の活発化の間に疑われている関係を裏付けている」と、この論文とは関係のない国立太陽観測所の天文学者ライアン・フレンチは述べています。

新たに公開されたシミュレーションは、流体力学の物理法則を利用して、恒星内の高温プラズマの回転と流れを模倣する。この移動するプラズマが、磁気ダイナモとして知られる恒星の磁場を生成する。研究者らは、遅い（一周するのに30日）ものから、太陽と同程度（約25日）、非常に速い（1日）ものまで、さまざまな速度で回転する太陽サイズの恒星でこれらのシミュレーションを試みた。彼らは、恒星の回転が速いほど、磁場が強くなり、より無秩序になることを発見した。これにより、太陽周期の予測が難しくなり、マウンダー極小期のような活動停止期間が少なくなる。

「若い星は、急速に回転し、エネルギーに満ちており、子供のようです。活発で、予測できず、活動的です。これらの星は、強くて混沌とした磁場を持ち、子供の無限のエネルギーと時には奇行を反映しています」と、主執筆者のヴィンディヤ・ヴァシシュトとインド工科大学の同僚アヌ・スリーデヴィは書いています。「古い星は、ゆっくりと回転し、高齢者を彷彿とさせます。より慎重なペースで動き、より穏やかな存在を体現しています。磁場は弱く、活動サイクルはスムーズで予測可能で、時折大きな極小期があります。これらの大きな極小期は、星が老化するにつれてより頻繁になります。高齢者が休息や静寂の期間をより頻繁に持つのと同じです」と彼らは付け加えています。

彼らのモデルによれば、太陽のようなグランド・ミニマム（彼らはこれを「恒星の冬眠期」と呼んでいる）を経験するには、恒星は 10 日に 1 回よりも遅い速度で回転する必要がある。彼らがその結果に自信を持っているのには十分な理由もある。過去 11,000 年間に太陽が約 27 回のグランド・ミニマムを経験しているという観測的証拠があり、彼らの研究では、太陽の 11,000 年の歴史にわたるシミュレーションで、同様の頻度でそれらのイベントが発生していることがわかった。

今、太陽に何が起こっているのでしょうか?

天文学者の中には、太陽は現在、極小期にあるか、少なくともそこから抜け出したばかりであると考える者もいる。「前回の太陽活動周期がマウンダー極小期であったかどうかは、まだ議論の余地がある」と、この新しい研究には関わっていないバークレーの太陽科学者ジア・フアン氏は言う。「この論文は、太陽の自転と極小期の発生との関係を理解するための新たな側面を提示しており、したがって、なぜ、どのようにして極小期が起こるのかを理解するのにタイムリーで洞察に富んでいる」

前回の太陽活動周期である太陽活動周期 24 は 2008 年 12 月から 2019 年 12 月まで続き、特に弱かったため、太陽表面の黒点、フレア、その他の活動はそれほど多くありませんでした。太陽活動の減少は、実は人類にとって良いことかもしれません。大規模な太陽嵐やコロナ質量放出 (CME) は、電力網や衛星に悪影響を及ぼす可能性があるからです。一方、太陽活動が長期間にわたって静穏になると、地球は住みにくい場所になるかもしれません。マウンダー極小期は小氷期と一致するようですが、因果関係はまだ確認されていません。

太陽の太陽活動の今後はどうなるのでしょうか?

私たちは現在、2019年12月に始まり、2030年頃まで続く太陽活動周期25期にあります。この特定の周期の極大期が今後2年以内に起こると見込まれているため、太陽科学者たちは興奮し始めています。「太陽活動周期の極大期に近づくにつれて、私たちの地元の恒星の活動にこれまで以上に注目が集まっています」とフレンチ氏は付け加えます。「何年も前に、この太陽活動周期25期がどのように展開するかが予測されていましたが、ついに真実が明らかになるところまで来ています。」

アメリカ海洋大気庁の科学者たちは、サイクル 25 はかなり穏やかになるが、太陽活動の弱まりの傾向をようやく打破し、マウンダー極小期に本当に似たような状況は避けられると主張している。彼らはまた、サイクル 25 の極大期には、2024 年の「影響力のある宇宙天気イベント」や、おそらく超高輝度オーロラなど、いくつかの興奮がもたらされるかもしれないと予測している。太陽が注目されるのはそれだけではない。太陽活動は 2024 年 4 月に完全に明らかになる。皆既日食により、北米の視聴者は太陽のコロナの美しい姿を垣間見ることができる。これは、2045 年までこの大陸で予想される最後のイベントなので、見逃さないでください。