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<解説>NASA探査機が太陽に接近、驚きの観測結果と深まる謎

2019/12/7(土) 7:40配信

ナショナル ジオグラフィック日本版

想像を超える現象が続々、NASA探査機最初の成果が4本の論文に

 太陽は数十億年にわたり、コロナと呼ばれるエネルギーの渦の中に秘密を隠してきた。コロナは、磁気を帯びた100万℃のプラズマからなる太陽上空の大気層だ。想像を絶する高温で、ときおり猛威を振るうため、こんな場所に近づこうとする探査機は過去にはなかった。

ギャラリー:太陽系の激しい嵐 画像11点

 だがこのほど、NASAの太陽探査機「パーカー・ソーラー・プローブ」が、太陽を周回しながら徐々に接近してゆく先例のないミッションを成功させた。12月4日付けの学術誌「Nature」に、その最初の観測結果を報告する4本の論文が発表された。探査機はこれまで太陽に3回接近し、コロナを観測してきた。予想外の発見があったほか、太陽をめぐるいくつかの謎をすでに解きつつある。

コロナの謎に挑む

「どの探査機にもできなかった活動をしています」と米国立大気研究センターのサラ・ギブソン氏は言う。「すばらしいデータが得られています。次に何がわかるのか、本当に待ち遠しいです」

 太陽を近くで観測することで期待されているのは、太陽物理学の根幹にある謎を解決したり、「コロナ質量放出」という有害な爆発的現象の予測精度を高めることだ。コロナ質量放出は、太陽から危険な高エネルギー粒子が大量に放出される現象。これが地球に向かうと、中緯度地域にオーロラが出現したりする一方で、通信衛星を故障させたり、送電網を破壊したり、さらには宇宙飛行士に致命的な影響を及ぼす可能性もある。

「宇宙からくる危険というと、恐竜を絶滅させた隕石のことを想像する人が多いでしょう」と論文著者である米プリンストン大学のデイビッド・マコーマス氏は話す。「けれども私たち現代人にとっては、大規模な宇宙天気現象が発生してテクノロジーに影響が出ることのほうが、はるかに大きなリスクです」

新鮮な太陽風を観測

 パーカー探査機は2018年8月に打ち上げられ、同年11月に最初の太陽フライバイ(接近通過)を行った。ミッション期間は7年間で、探査機は太陽の近くを合計24回かすめ飛ぶ。フライバイのたびに太陽までの距離が近づき、最終的には太陽表面から約600万kmのところまで接近する。

 4種類の観測機器を搭載したパーカー探査機は、コロナの中を飛行し、太陽大気を測定するとともに、太陽風(太陽が絶え間なく吐き出す高温で高エネルギーの粒子)の起源を探ろうとしている。ここで重要なのは、太陽にできるだけ接近して、太陽から出てきたばかりの太陽風を捕獲することだ。地球からだと、そうした純粋な太陽風を調べるのが難しい。

「太陽風が地球に到達する頃には、かなり変化してしまっています。太陽風がどのように誕生したかを教えてくれるはずの構造や事実が不鮮明になったり、取り除かれたりしてしまうのです」とギブソン氏は説明する。「パーカー探査機は、できたばかりの太陽風の中に飛び込み、新鮮なうちに観測を行うのです」

 太陽風のなかでも超音速のものは、コロナホールという平均より冷たい磁場領域から出ていることがわかっている。しかし、より低速で密度が高い太陽風の出どころは謎である。太陽の大気がなぜ途方もないほど高温なのかについても同じく謎だ。太陽の表面温度は6000℃程度なのに、上層のコロナの温度は100万℃以上になるのである。

「太陽は、私たちには見えない余分なエネルギーを放出しているはずです」と論文著者である米ミシガン大学のジャスティン・カスパー氏は主張する。「余分なエネルギーは外に捨てる必要があります。そのエネルギーが溜まらずに宇宙空間に捨てられるしくみを明らかにしなければなりません」

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最終更新:2019/12/7(土) 7:40
ナショナル ジオグラフィック日本版

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