要約:
太陽表面の活動の一見穏やかに見える変化は、これまで考えられていたよりもはるかに複雑である可能性があります。科学者たちは、数十年にわたる太陽振動データを分析することにより、異なる太陽活動サイクル間の最低谷がまったく同じではないことを発見しました。最近の深太陽極小期には、太陽の内部構造に測定可能な変化がありました。これは、太陽の 11 年の活動サイクルが表面に影響を与えるだけでなく、内部のより深いところにもその痕跡を残すことを意味します。
太陽は約 11 年ごとに活動の完全なサイクルを繰り返します。活動極大期には、黒点、フレア、コロナ質量放出が大幅に増加し、その後活動は徐々に弱まり、太陽極小期に入りました。磁場が周期的に変化すると、太陽の磁極も反転します。しかし、これまでの観測は主に太陽の表面に焦点を当てていたため、科学者たちは異なる周期の最低点が太陽の内部に異なる影響を与えるかどうかを判断することができなかった。
研究チームは、バーミンガム太陽振動ネットワーク (BiSON) の長期観測データを使用して、連続する太陽活動サイクル間の最小期間を比較しました。 BiSON は、世界中のさまざまな場所に設置された 6 台のヘリオ観測装置で構成されており、太陽の内部で生成され、表面に伝播する音響振動を継続的に記録できます。
このアプローチは地震学に似ています。地震学者は、地球を通過する地震波の変化から地球内部の構造を推測することができ、太陽も大量の音波を発生します。太陽内部の温度、密度、圧力、物質の動きが変化すると、これらの振動の周波数と伝播特性も変化します。したがって、太陽振動を長期にわたって追跡することにより、科学者は太陽の中で何が起こっているかを間接的に「聞く」ことができます。
研究によると、最新の太陽極小期、つまり 24 回目と 25 回目の活動周期の間の最小期間は、以前の周期の最低点と大きく異なっています。太陽の外層の構造と振動特性には定量的な変化が生じており、この変化は単純な表面活動の強さの違いではなく、太陽の内部にまで広がっています。
科学者は、太陽内部のさまざまな深さにおける振動の変化を特に懸念しています。研究結果によると、太陽活動サイクルは黒点の数の周期的な増減によって現れるだけでなく、太陽の外層と内部の物理的状態も変化することが示されています。言い換えれば、太陽の「静かな期間」はすべて同じではなく、活動の各サイクルはわずかに異なる形で太陽の内部に影響を与える可能性があります。
この発見の重要性は、科学者が太陽磁場がどのように生成され、進化するかをさらに理解するのに役立つ可能性があることです。太陽の11年の活動周期の源は太陽内部の磁気発生機構と密接に関係しており、磁場の変化は最終的に黒点、フレア、コロナ質量放出などの現象として現れます。
科学者たちは、太陽の内部に複雑な回転とプラズマの流れがあることを以前から知っていました。その中で、太陽の自転速度は緯度によって異なり、深部には重要なせん断層が存在します。これらの領域は太陽磁場の発生と蓄積に密接に関係していると考えられています。最新の研究は、太陽活動サイクルによって残された内部変化が太陽振動を通じて検出できることを示し、これらの深層プロセスを研究するための新しい観察窓を提供します。
研究者らは、太陽の表面活動は太陽周期を直観的に反映しているものの、太陽の内部で起こっているすべてを完全に説明することはできないと述べた。太陽表面の観測と太陽地震学的データを組み合わせることによってのみ、太陽周期をより完全に理解することができます。
この結果は、異なる太陽周期の強度が異なる理由を説明するのにも役立つかもしれません。太陽活動は、11 年ごとに機械的に繰り返されるプロセスではありません。周期の長さ、活動の強度、太陽磁場の構造はすべて変化する可能性があります。これらの周期の間に太陽の内部がどのように変化するかを研究することは、将来の太陽活動がどのようになるかを決定するのに役立ちます。
地球にとって、この種の研究は基礎的な科学的意義があるだけではありません。太陽活動の増加時に発生する強力なフレアやコロナ質量放出は、地球の磁場を乱し、磁気嵐を引き起こし、衛星、無線通信、ナビゲーション システム、送電網などのインフラに影響を与える可能性があります。したがって、太陽磁場の形成メカニズムをさらに理解することは、将来の宇宙天気予報能力の向上にも役立ちます。
科学者たちは、この研究のみに基づいて太陽の次の活動サイクルの具体的な強度を予測することはまだできていませんが、この結果は、太陽の 11 年周期が実際に内部に測定可能な変化を残す可能性があることを証明しています。より長い時系列の太陽振動データが蓄積され続けるにつれて、研究者は、これらの内部変化が太陽周期の普遍的な特徴なのか、それとも何らかの特別な活動周期に関連しているのかをさらに判断することが期待されています。
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