JAXAら,コロナ加熱の謎に迫る

宇宙航空研究開発機構(JAXA),国立天文台,宇宙地球環境研究所の研究グループは,黒点上空の彩層で波のエネルギーがどれだけ熱エネルギーに変わったかを観測データから算出した(ニュースリリース)。

熱源が太陽の中心核にあるにも関わらず,6000度の太陽表面の上空には,より高温な1万度の彩層や100万度のコロナが存在している。どうして彩層やコロナの温度が太陽表面よりも高いのかは,太陽物理学の大きな謎のひとつとなっている。

上空の大気を加熱するアイデアとして,太陽表面における対流などの運動が磁力線を揺らして波動を形成し,その波動が上空へ伝わることでエネルギーを運び,彩層やコロナを温めるという説がある。

この説が正しいかどうかを観測的に確かめるには,波のエネルギーが彩層やコロナでどれだけ熱エネルギーに変わったのかを求め,その量が彩層やコロナを加熱するのに十分かを検証することが必要となる。

観測の結果,彩層で波のエネルギーは熱エネルギーに変換されており,さらにその量は彩層を加熱するのに必要なエネルギーの10倍と,彩層を加熱するのに十分な量であることを明らかにした。これより,彩層は波動のエネルギー散逸 (熱化) で形成されると考えることができる。

この成果は,日米の太陽観測衛星の協力により得られたもの。日本の太陽観測衛星「ひので」は太陽表面のガスが出す光を偏光分光観測することができ,その観測データから太陽表面における上空へ向かう波のエネルギーを求めることができる。

一方,アメリカの太陽観測衛星「IRIS」は彩層上部のプラズマ(電離してイオン化したガス)が出す紫外線を分光観測することができ,その観測データから,彩層上部における上空へ向 かう波のエネルギーを求めることができる。

こうして「ひので」と「IRIS」の協力により求められた太陽表面と彩層における上空へ向かう波のエネルギーの差が,彩層で熱に変わったエネルギー量であると考えられるという。

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