太陽の大気が物理学者が考えていたよりも熱い理由は、神秘的な磁気波によって説明されるかもしれない

Jun 16, 2023

太陽のコロナは表面の 200 倍も高く、恒星のモデルを無視しています。 この 80 年来の謎がついに解決されるかもしれません。

太陽を通って押し寄せる高周波の磁気波は、私たちの星の大気の温度が表面の200倍も高い理由を説明できるかもしれません。

コロナと呼ばれる太陽の上層大気の温度は華氏 200 万度 (摂氏 110 万度) 以上まで上昇することがありますが、核に 1,000 マイル (1,600 キロメートル) 近づくと、光球 (太陽の目に見える表面) が沸騰します。比較的低温の 10,000 F (5,500 ℃) で。

このコロナ加熱の問題は、太陽の主な熱源である太陽の中心で起こる核融合から生じます。 恒星のモデルは、中心から離れた領域では温度が低下するはずであることを示唆していますが、コロナはその下にある光球よりも高温であるため、これに抵抗しています。 これは、火から離れると空気がさらに熱くなるようなものです。

科学者たちは長い間、磁気現象が太陽の上層大気の物理学を無視した高温の維持に役割を果たしているのではないかと考えてきた。 今回、欧州宇宙機関（ESA）のソーラーオービター探査機によるコロナ内の磁気構造の小さくて速い振動の観測により、コロナを加熱している原因をついに正確に特定できる可能性がある。

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「過去80年にわたり、天体物理学者たちはこの問題を解決しようとしてきましたが、今ではコロナが磁気波によって加熱される可能性があるという証拠がますます明らかになってきています」とベルギーのルーヴェン大学のプラズマ天体物理学者トム・ヴァン・ドアセラー氏は論文で述べた。声明。 Van Doorsselaere 氏は、この研究を詳しく説明した新しい論文の共著者であり、7 月 17 日に Astrophysical Journal Letters に掲載されました。

コロナは光球よりもはるかに熱いにもかかわらず、依然として下にある光球からの光によって洗い流されます。 つまり、地球から観測するには、月の円盤が光球を遮る月食を待つか、その効果を再現する特殊な装置を使用する必要がある。

太陽から約 2,600 万マイル (4,200 万 km) 離れた位置にあるソーラー オービターには、そのような問題はありません。 ESA 探査機は、ベルギー王立天文台 (ROB) が運用する極端紫外線イメージャー (EUI) 望遠鏡を使用して、前例のない解像度で太陽コロナの画像を作成できます。

現在、地球上の私たちの視点から太陽の裏側を観測している探査機と、EUI のフルサンイメージャーとその高解像度イメージャーは、私たちの星を構成する荷電粒子の沸騰する高温ガスであるプラズマを横切る小さな磁気波を発見しました。 2022 年 10 月 12 日。

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EUIがこれらの新しい高速で小規模な振動を明らかにした後、研究チームは、それらが以前に発見されたより遅い低周波振動よりも多くのエネルギーをコロナ加熱に寄与しているかどうかを知りたいと考えた。 これを調査するために、チームは以前のいくつかの太陽研究のメタ分析を実施しました。

この分析から、科学者らは、高周波振動は確かに、低速の振動よりもコロナの加熱にかなり多くのエネルギーを供給すると結論づけた。

コロナ加熱と高周波磁気波との関係を確認するために、科学者たちはソーラー・オービターとその機器を使って太陽の外気の観察を続ける予定である。

「彼女の結果は、コロナ加熱における高速振動の重要な役割を示しているため、我々はEUIを使って高周波の磁気波を発見するという課題に多くの注意を払うつもりです」とROB研究者でEUI主任研究員のデイビッド・バーグマンズ氏は声明で述べた。