アンドリュース大学の最新の研究は、太陽フレア中の粒子の温度がこれまでの科学的推定をはるかに超えており、一部のイオンの温度は当初考えられていたよりも6.5倍も高いことを示しています。この発見は、半世紀にわたり天文学界を困惑させてきた太陽フレアの謎に説明を与えるものである。
太陽のエッジフレアは地球のものと同じくらい大きい。画像出典: Alexander Russell (アンドリュース大学) は、オープンソースの Python ソフトウェア パッケージ SunPy と NASA 太陽力学観測所の宇宙望遠鏡データを使用して作成しました。データは NASA EPIC チームによって提供されました。
太陽フレアは、太陽の外気中でのエネルギーの激しい爆発であり、局所的な温度が摂氏 1,000 万度以上に上昇します。これらの暴力的な活動は太陽のX線と放射線を大幅に増加させ、宇宙船、宇宙飛行士、そして地球の上層大気の安全に影響を与えるでしょう。
この研究によると、太陽フレアがプラズマを加熱するとき、電子とイオンの温度は一定であるというのが従来の通念である。しかし、研究チームはさまざまな分野での最近の発見を紹介し、太陽フレアは電子よりもはるかに強くイオンを加熱し、イオンの実際の温度は6,000万度以上にもなる可能性があることを確認しました。
この研究の主要リーダーであり、セント・アンドリュース大学数学統計学部の太陽理論上級講師でもあるアレクサンダー・ラッセル博士は、「最近、磁気リコネクションと呼ばれる物理的プロセスにより、イオンの加熱効率が電子の6.5倍になることが判明した。この法則は、地球近傍宇宙、太陽風、コンピュータシミュレーションで何度も確認されているが、これまで太陽フレアの研究に適用されたことはなかった。」と述べた。
太陽フレア。画像クレジット: NASA 太陽力学天文台宇宙望遠鏡からのデータ (NASA EPIC チーム経由で取得) を使用して、オープンソースの SunPy Python パッケージを使用して、Alexander Russell (アンドリュース大学) によって作成されました。
以前は、フレア内の電子とイオンの温度は同じであるはずだと信じられていました。しかし、最新のデータを使用して再計算した結果、研究者らは、巨大な温度差が数十分続く可能性があることを発見し、科学者らにフレアの物理的プロセスに対する超高温イオンの影響を再調査する最初の機会を与えた。
この最新のイオン温度データは、太陽フレアのスペクトル線の拡大現象をよく説明しており、天体物理学界における約 50 年間の混乱の打開を促進します。 1970 年代以来、学界はスペクトル線の広がりは乱流によってのみ引き起こされるのではないかと疑っていましたが、具体的な乱流のメカニズムを定義することは常に困難でした。現在、研究者らは、イオン温度の大幅な上昇自体がスペクトル線の広がりの重要な理由となり、それが観測的および理論的研究パラダイムの変化を引き起こす可能性があると提案しています。
この結果は、2025 年 9 月 3 日に「Astrophysical Journal Letters」誌に掲載されました。著者には、Alexander J.B. Russell、Vanessa Polito、Paola Testa、Bart De Pontieu、および Sergey A. Belov が含まれます。
/ScitechDaily から編集