京大、太陽プロミネンスのバブルの謎を解明

京大、太陽プロミネンスのバブルの謎を
解明
2011/04/16　マイコミジャーナル

詳細は、リンクを参照して下さい。

---------------------------------------
　京都大学(京大)は、同大の柴田一成 理学
研究科附属天文台教授・台長、
A. Hillier 理学研究科附属天文台博士課程
3回生らの研究グループが、プロミネンス中
に生じているバブル現象について、バブルが
数百万度であり、強い磁場に貫かれている
ことを明らかにした。
　同成果は、科学誌「Nature」の
2011年4月14日号に掲載された。

　太陽のプロミネンス(紅炎)は、皆既日食
の際に太陽の縁で赤い炎または雲のように
見える現象として知られている、その構造
や形成メカニズムについては謎な部分が
多かった。

図1 プロミネンスの、「ひので」衛星可視光
望遠鏡(SOT)による観測(上図)と、
SDO極紫外線望遠鏡(AIA)による観測(下図)。
極紫外線観測は25万度～百万度の高温ガス
を観測しているのに対し、可視光観測は
数千度～数万度程度の低温ガスを見ている。
上図のprominence bubbleと書いてある
ところが、「ひので」で発見されたバブル。
下図を見ると極紫外線で光っており、
高温であることがわかる
(出所:京都大学Webサイト)

　プロミネンスは温度が数千度～数万度
ながら、超高温の太陽の中ではもっとも
冷たい現象で、周りのコロナ(百万度)と
比べると温度は100分の1くらい低いこと
となるが、その密度はコロナより100倍
くらい大きい。

　密度が大きいということは重いという
ことであり、それが静かに浮かんでいる
のは大きな謎であった。

　近年の太陽の観測により、プロミネンス
が浮かんでいるのは磁場の力による、
ということがほぼ確定できるようになった
が、プロミネンスの磁場は観測が難しく
磁力線の形がどうなっているのかは良く
分かっていないのが現状である。

　しかし、研究者たちは、重い
プロミネンスのガスが、おそらく
ハンモックのような磁力線に引っ掛かって
浮かんでいるのではないかという仮説を
提唱していた。

　そうした中、2006年に打ち上げられた
日本の太陽観測衛星「ひので」が、
プロミネンス中に謎のバブル現象を発見
した。

　バブルは「泡」を指すが、太陽の
プロミネンス中に水の中に取り込まれた
空気が泡(バブル)となって浮き上がって
いくのとそっくりの現象が確認された。

　太陽のプロミネンスは、はりがね
のような強い磁場によって貫かれた、
がちがちの硬い現象だと考えられていたが、
水の泡のような「やわらかい」バブルが
プロミネンス中のあちこちに出来て浮き
上がっていくのが見つかったことから、
どのようにそうした現象が生じているのか、
そもそも、磁力線のハンモックによって
プロミネンスが浮かんでいるというモデル
は正しいのだろうか、という問題が謎と
なっていた。

　今回、研究グループは、2010年に米国で
打ち上げられた太陽観測衛星「SDO(Solar
Dynamics Observatory)」と"ひので"による
共同観測と、コンピュータ
・シミュレーションを用いて、
プロミネンスのバブルの謎の解明を行った。

　この結果、バブルは百万度程度の高温
であり、強い磁場に貫かれていることが
判明した。

　これにより、従来のハンモック・モデル
が大雑把には間違っていないが、ハンモック
構造が静かにしているという描像が正しく
なく、正しくは、ハンモック中の磁力線は
絶えず動いており、高温のバブルが形成
されたところは軽いので上昇し、低温高密
となったところは下降するといった、対流
構造を形成していることが判明した。

　研究グループでは、今回の研究の成果を
受け、プロミネンス中のバブルが磁力線を
コロナ・キャビティに運び、その過程に
よってキャビティに磁気エネルギーが
次第にたまっていくのではないかという
仮説を新たに提唱している。

　これは、地震でいうと、断層にひずみが
たまることに対応しており、磁場の量が
限界に達するとプロミネンスが噴出すると
考えられるという。

　プロミネンスの噴出により、太陽フレア
(太陽面爆発)が発生する。
　また、同時に、コロナ質量放出が発生し、
惑星間空間に大量の磁気プラズマが放出
され、これらの磁気プラズマが地球に到達
すると、磁気嵐が起こり、人工衛星の故障
や通信障害、電力網寸断などの被害を地球
規模で及ぼすこととなる。

　こうした被害を未然に防ぐためには、
宇宙天気予報が必要であり、
プロミネンスの研究は、地震の研究の
ようなもので、いつ噴出するかが分かれば
予報が可能になるわけで、その実現のため
にはプロミネンスの解明が必須であると
研究グループでは、プロミネンスの研究の
意義を説明している。
---------------------------------------

面白い。こういう話題好きです。

太陽のプロミネンスすごいですよね。
NASAが写真を公開していますが、
ダイナミックで巨大。謎が多い。

＞プロミネンスの研究は、地震の研究
＞のようなもので、いつ噴出するかが
＞分かれば予報が可能になるわけで、
＞その実現のためにはプロミネンスの
＞解明が必須である
なるほど。

関連情報、動画です。
「太陽プロミネンスのバブルの謎を解明」
2011.05.24　sciencenews