太陽黒点とは何ですか?

確かに、太陽の光と熱は地球上の生命を可能にし、その重力は太陽系全体をまとめています。しかし、私たちに最も近い恒星は、驚くほど謎に包まれたままです。

たとえば、太陽の磁気活動が11年の周期で変動する理由や、強力な太陽フレアが衛星を破壊し、GPSシステムを混乱させ、地球上の電力網を焼き尽くす理由など、科学者たちはいまだにわかっていない。

彼らが確実に知っているのは、太陽の表面にランダムに点在する黒い斑点である太陽黒点が、その謎を解く上で極めて重要な部分であるということ。9月、国際的な科学者チームは、太陽内部の磁気活動がどのようにして太陽黒点の形成につながるのかを初めて示すことができた。そして、そのエネルギーが後にプラズマジェットや爆発という強力な太陽フレアに似た現象としてどのように放出されるのかを明らかにした。

太陽黒点とは何ですか?

太陽黒点は、太陽の表面の斑点として簡単に認識できます。科学者は、太陽黒点が実際には強力な磁力線の束であることを知っています。磁力線は、磁石の力が沿って移動する線です。黒点は惑星ほどの大きさになることもあります。「太陽黒点は、太陽の最も重要な部分の一つです」と、国立天文台の科学者である鳥海真氏は言います。

太陽黒点についてさらに詳しく調べ、その仕組みを解明するため、鳥海氏らは、太陽表面を観測する国立天文台の宇宙望遠鏡「ひので」のデータと、太陽の彩層（大気の中間層にあるガス層）を観測するNASAの宇宙望遠鏡「IRIS」のデータを組み合わせました。2つの望遠鏡から収集した観測結果をもとに、研究者らはNASAのスーパーコンピューター「プレアデス」を使って太陽黒点の形成をシミュレートする数値モデルを実行しました。その結果、科学者らは太陽の2つの層の間でこれまで見たことのない相互作用を観測することができました。

太陽黒点はどのように機能するのでしょうか?

統合されたデータセットは、太陽内部の磁力線が表面で細孔と呼ばれる小さな束として現れる様子を示した。これらの細孔が 2 つ互いに近づくと、その間のプラズマが光橋と呼ばれる長い構造に圧縮される。圧縮が続くと、最終的に橋は 1 つの大きな黒点に融合する。

磁力線が切断され、再び結合するプロセスは、激しい爆発を引き起こし、プラズマが大気中に噴出する原因となります。磁場は、さらに大規模な太陽フレアを引き起こすこともあります。太陽フレアは太陽系最大の爆発であり、その威力は地球上の技術インフラを混乱させるほどです。フレアからのX線は無線通信に干渉し、紫外線は軌道上の衛星にさらなる抵抗を生じさせ、電波放射はGPS測定の精度を低下させる可能性があります。

「データシミュレーションにより、観測できる層とその下（太陽内部）で何が起こっているかとの関連を明らかにすることができます」と、大気研究大学連合の高高度観測所の太陽物理学者マティアス・レンペル氏は言う。

太陽フレアを予測できるのでしょうか？

鳥海氏は、こうした小さなプラズマ ジェットと爆発の観測は、有害な太陽フレアをより深く理解するための一歩だと語る。「基本的な物理は同じです」と同氏は言う。どちらも太陽黒点によって引き起こされるため、研究者はいつの日か、太陽フレアの影響から衛星や無線通信をよりよく保護する方法を見つけられるかもしれない。そしてもちろん、GPS も。

研究チームは次に、日本が計画している太陽C宇宙望遠鏡の主要ミッションである彩層の磁力線を観測することで、磁気再結合をより深く理解したいと考えている。