太陽の磁極は消えつつある

太陽の磁場の極は徐々に消えていきます。しかし、パニックにならないでください。これはすべて、ホストスターの通常の 11 年間の活動サイクルの一部です。太陽表面の暗点の数で測定される太陽活動は、電磁放射フレアやプラズマジェットなどの太陽爆発と同様に、ここ数年増加しています。太陽嵐は見事なオーロラをもたらし、時折電波障害を引き起こします。

太陽活動が弱まっていた2016年3月12日にNASAの太陽力学観測所が撮影した太陽の画像に描かれた太陽の磁力線の模式図。画像ソース: NASA/SDO/AIA/LMSAL

しかし、地球人にとって、これらの太陽の出来事はそれほど明白ではありません。これらの太陽の出来事はまた、太陽の驚くほど流動的な磁場を侵食しており、私たちの星の極がほぼすべての電荷を失う原因となっています。科学者らによると、時間の経過とともに磁場は逆転し、太陽活動が弱まるにつれて徐々に強まるという。

コロラド州ボルダーにあるサウスウエスト研究所の太陽科学者リサ・アプトン氏は、「現時点では、太陽の極磁場はほぼ同期しているようだ」と語る。「ゼロに非常に近いので、非常に弱くなっていますが、まだ逆転の段階には達していません。」

この極反転は、太陽が最も静かで黒点がほとんど見えない2019年12月頃に始まったプロセスの中間点を示すことになる。このとき、星の磁場は比較的きれいな双極子を形成し、一方の極はプラスに帯電し、もう一方の極はマイナスに帯電します。

しかし、地球の磁場や棒磁石の磁場とは異なり、太陽の磁気は斑点があり、双極子相の間であっても非常に不安定です。「それは均一な正の磁場ではない」とスタンフォード大学の太陽科学者トッド・ホークセマ氏は言う。「磁束の多くの小さな領域で構成されており、そのほとんどは一方の極性であり、もう一方の極性ではありません。これは動的変化です。」」

双極子相は一瞬です。太陽が自転するにつれて、一見秩序あるように見える磁場がねじれ、強化されます。磁場は太陽の表面、通常は太陽の赤道付近に向かって上昇し、そこで黒点として現れます。黒点が暗く見えるのは、磁力の増加によりその領域への熱の輸送が妨げられ、黒点が太陽表面の他の部分よりも明るく輝く温度の低い領域が生じるためです。

それぞれの黒点はペアであり、1 つは正の磁気を持ち、もう 1 つは負の磁気を持ちます。黒点が減衰するにつれて、これらの磁気ペアのほとんど (すべてではありません) が消散し、わずかな残留磁束だけが残ります。この残留磁気は通常、太陽半球に存在する磁極とは反対です。物質が太陽の周りを移動すると、この残留磁束は通常、その半球の磁極に向かって移動し、多くの場合、そこに存在する磁場の一部が打ち消されます。

一対の黒点によって生成される残留磁束は、それ自体には大きな影響を与えませんが、太陽周期のより活発な期間には、太陽はいつでも簡単に 100 個の黒点を生成する可能性があります。これらすべての黒点が形成され、遠ざかっていくにつれて、残っている小さな電荷が徐々に極に蓄積され、その極性が打ち消されます。

それでも、科学者がまだ予測できない太陽の活動や磁場の状況によっては、このプロセスがつまずく可能性がある。アプトン氏は太陽の磁場の変化について、「それは秩序立って起こるわけではないし、スムーズな働きでもない」と語った。

しかし現時点では、数年間の黒点活動により星の磁極はほぼ消滅しており、逆転が起ころうとしている。国立太陽天文台の太陽科学者サンジェイ・ゴサイン氏は、「太陽は今、かなり活動している」と語る。「このまま続けば、おそらく半年ほど以内に磁極が完全に反転することになるでしょう。」

科学者たちは逆転の過程がどのように展開するのかを楽しみに待っている。「それは瞬時のことではなく、同時にどこでも起こるわけではありません。たとえば、前回の太陽周期では、太陽の北半球の極性が2012年6月初旬に反転し、その後2014年後半まで中立付近で揺れましたが、南半球は2013年半ばに反対極性にスムーズに移行しました。今年は、極への移行がより均等になっているようです。どちらかはわかりません」それは競馬に似ています。」

科学者らによると、太陽の磁極の反転は通常、太陽活動極大期の接近を告げるものであり、黒点の数は減少し始めるという。これは、今回の太陽周期は比較的弱いものの、おそらく 2014 年 4 月にピークを迎えた前回の太陽周期よりは若干強いであろうという以前の予測と一致しています。

「現在、極磁場は2024年に逆転する可能性があるようです。太陽周期の極大期は2024年に起こる可能性があります」とアプトン氏は述べた。「これらはすべて、非常に標準的で典型的な配置です。実際、太陽はこのサイクルで非常にうまく機能します。」

今後数年間にわたり、黒点は太陽の極で成長する新しい電荷のプールに残りの磁気を加え続け、新しい磁場を強化し、2019年に最後に見られた双極子状態を再現します。今度は、双極子状態は2030年代の変わり目に発生します。太陽の天底の頃になると、科学者たちは、1930 年代半ばにピークに達する次の太陽周期中に何が起こるかを予測し始めるでしょう。

しかし現在、科学者たちはこの極端な逆転がどのように進展するかを観察しようとしている。「それがどのように発展するかを見るのは常に興味深いことです。それは二度起こることはありません」とホクスマ氏は言いました。