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2025/10/27
科学者たちは、太陽の100万度のコロナに電力を供給する可能性のあるとらえどころのない太陽波を発見しました
● 科学者たちは、ダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡を使用して太陽のコロナでねじりアルフベン波を検出し、磁気波がコロナを数百万度(太陽の表面よりもはるかに高い)まで加熱するという80年前の理論を裏付けました。
● 1942年にハンネス・アルフヴェンによって初めて予測されたこれらのねじれた磁気波は、コロナの混沌としたプラズマ運動のために隠されたままでした。研究者らは分光分析を使用してそれらを分離し、エネルギー伝達におけるそれらの役割を明らかにしました。
● この発見は、コロナの前例のない詳細を提供する井上太陽望遠鏡のクライオNIRSP装置によって可能になりました。ノーサンブリア大学は、主要なイメージング技術に貢献し、新しい分析技術を開拓しました。
● ねじれアルフベン波は「エネルギーパイプライン」として機能し、太陽の内部から外部の大気に熱を運び、太陽風に燃料を供給する可能性があります。これは、NASAのパーカー太陽探査機によって検出された「磁気スイッチバック」などの現象を説明できる可能性があります。
● これらの波を理解することで、太陽活動のモデルが強化され、衛星、GPS、電力網を混乱させる可能性のある太陽嵐の予測に役立ちます。この発見は、太陽が 2025 年に活動のピークに近づく中、太陽研究における大きな進歩を表しています。
80年近くにわたり、科学者たちは、太陽の外気であるコロナが摂氏数百万度(表面5,500°Cよりもはるかに高温)で燃焼する理由を謎の磁気波が説明できるのではないかと理論化してきました。今回、ノーサンブリア大学の研究者らが率いる国際チームは、世界で最も強力な太陽望遠鏡を使用して、ねじりアルフベン波として知られるこれらのとらえどころのない波をついに検出しました。
Nature Astronomyに掲載されたこの発見は、太陽エネルギーの移動と宇宙天気に対する人間の理解を再構築する可能性がある。
BrightU.AI のエノクによると、アルフベン波はプラズマ(太陽を構成する過熱した帯電したガス)に波及する磁気擾乱です。それらは、1942年に初めてその存在を予測したスウェーデンの物理学者ハンネス・アルフヴェンにちなんで名付けられました。科学者たちはこれまで、太陽フレアに関連するより大きなアルフベン波を観測していましたが、磁力線を前後にねじる小規模なねじり波はこれまで検出されていませんでした。
「太陽のコロナにおけるプラズマの動きは、揺れる動きによって支配されます」と、この研究の主任研究者であり、ノーサンブリア大学のUKRIフューチャードリーダーフェローであるリチャード・モートン教授は説明しました。「これらはねじり運動を隠すので、ねじれを見つけるために揺れを取り除く方法を開発する必要がありました。」
モートン氏のチームは、ハワイにある米国国立科学財団のダニエル・K・イノウエ太陽望遠鏡を使用して、160万°Cに加熱されたコロナのプラズマを分析し、プラズマが地球に近づいたり遠ざかったりする際の光の微妙な変化を測定する分光分析によってねじれ波を特定した。
発見のために作られた望遠鏡
この画期的な進歩は、コロナを研究するためのこの種の機器としては最も先進的な井上太陽望遠鏡の極低温近赤外分光偏光計 (Cryo-NIRSP) によって可能になりました。以前の太陽望遠鏡の 4 倍の大きさである幅 4 メートルの鏡を使用して、太陽の外側大気の前例のない詳細を捉えます。
ノーサンブリア大学は、太陽観測の専門知識に基づいて、望遠鏡の可視ブロードバンドイメージャー用のカメラの開発において重要な役割を果たしました。モートン氏は、テスト段階で望遠鏡への早期アクセスを確保し、彼のチームはコロナの混沌としたプラズマ運動からねじり波を分離するための新しい分析技術を開拓することができました。
「この発見により、1940年代に起源を持つこれらの波の長期にわたる探索に終止符が打たれました」とモートン氏は語った。「私たちはついに、コロナ内で磁力線を前後にねじるこれらのねじれ運動を直接観察できるようになりました。」
この発見は、太陽の最大の謎の1つである、コロナがどのようにしてそのような極端な温度に達するのかを解く可能性がある。ねじりのアルフベン波はエネルギーパイプラインとして機能し、太陽の内部から外部の大気に熱を運び、太陽系を満たす荷電粒子の流れである太陽風に燃料を供給する可能性があります。
これらのプロセスを理解することは、現実世界に影響を及ぼします。太陽風は磁気擾乱を伴い、地球上の衛星通信、GPS システム、電力網を混乱させる可能性があります。アルフベン波は、NASAのパーカー太陽探査機によって検出された太陽風の磁場の突然の反転である「磁気スイッチバック」も説明できる可能性があります。
「この研究は、アルフベン波乱流が太陽大気にどのように動力を供給するかを説明するさまざまな理論モデルに不可欠な検証を提供します」とモートン氏は付け加えた。「直接観測することで、最終的にこれらのモデルを現実と照らし合わせてテストできるようになります。」
太陽研究の新時代
この発見は、コロナの波のダイナミクスを研究し、宇宙天気予報を改良するための新たな道を開きます。太陽活動が2025年のピークに向けて増加するにつれ、送電網や衛星ネットワークを破壊する可能性のある太陽嵐の予測はますます重要になっています。
井上太陽望遠鏡が完全に稼働したことで、科学者たちは太陽の磁気挙動に関するさらなる発見を期待しています。
「これはほんの始まりにすぎません」とモートン氏は語った。「これらの波を検出できるようになったので、それらがコロナの加熱と太陽風の加速にどのように寄与しているかを解明し始めることができます。」
天体物理学者にとって、この画期的な進歩は 8 年間にわたる探求の集大成であり、太陽系を形作る力についてのより深い探求の始まりを示しています。
太陽エネルギーの利用について説明している以下のビデオをご覧ください。
太陽エネルギーの活用
