コロナ質量放出とは何ですか? | JAXA|宇宙

視認性のために中央が遮られている太陽と、頂上付近から出ている大きな白い押し出し物

2000年2月27日のコロナ質量放出。 太陽の光を遮るために円盤を使用している。 白丸は太陽の表面を示す。 Image via SOHO.

太陽は時折、核爆弾2千万個分の威力を持つ「しゃっくり」を起こします。 このしゃっくりは、コロナ質量放出(CME)と呼ばれています。 CMEは、太陽磁場のねじれによって太陽の表面近くで発生する強力な噴出物です。

CMEが発生すると、プラズマと呼ばれる過熱したガスの巨大な泡が太陽から放出され、その衝撃が太陽系内に波及して、人工衛星や地球上の電力網に障害を与えます。 数時間のうちに10億トンもの物質が太陽の表面から持ち上げられ、時速100万マイル(時速160万キロ)のスピードにまで加速されます。 このような現象は、太陽の活動が最も活発な時期には1日に数回発生します。

現在の太陽の様子(NASAの太陽力学観測所より)

CMEの根本的な原因はよくわかっていません。 しかし、天文学者の間では、太陽の磁場が大きな役割を果たしているという点で一致しています。 太陽は流体であるため、乱流によって磁場が複雑に歪んでしまいます。 磁場をねじりすぎると、電話のコードやおもちゃのスリンキーのように、磁場がねじれます。

プラズマ自体は、太陽風によって運ばれてくる陽子と電子の雲です。

このプラズマは、太陽風によって運ばれた陽子と電子の雲で、時速100万マイル(160万キロ)で移動し、地球までの9300万マイル(1億5000万キロ)の距離をわずか数日で越えることができます。

その速さのジェット機であれば、ロサンゼルスからニューヨークまで18秒で行けることになります。

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CMEは太陽から四方八方に吹き飛ばされるため、ほとんどの場合、地球に近づくことはありません。

CMEは太陽から四方八方に吹き飛ばされるため、ほとんどのCMEは地球に近づきません。 プラズマ雲が地球に衝突すると、地磁気嵐が発生します。 荷電粒子の衝撃波によって、地球の昼側の磁場が圧縮され、夜側の磁場が引き伸ばされます。

以下の動画は、コロナ質量放出に伴う太陽放出物としての地球周辺の粒子の流れを示しています。

荷電粒子の猛攻撃と地球の磁場の一時的な再構築は、観察可能な影響をもたらします。 通常は極地付近でしか見られないオーロラが低緯度に漂い、より鮮やかになります。 磁場の乱れは、地球に致命的な宇宙線を浴びせることにもなります。 地上にいる人たちは、大気によって十分に守られています。 しかし、宇宙にいる宇宙飛行士は致死量の放射線を浴びる可能性があります。 1989年の太陽嵐の際、ミール宇宙ステーションに滞在していた宇宙飛行士は、わずか数時間で年間最大の放射線量を浴びてしまったのです!

実際に長く続く危険は、嵐がテクノロジーに与える影響から来ています。 磁気活動や誘導電流の乱れは、電力網、衛星、通信ネットワークなど、電気を使うものすべてに深刻な影響を与える可能性があります。 1989年に太陽がCMEを発生させたときには、Hydro-Québec(ケベック州)の電力網が崩壊しました。

しかし、1989年の嵐は、1859年の地磁気嵐とは比べ物になりません。 この嵐を引き起こしたフレアを観測したアマチュア天文学者のリチャード・キャリントンにちなんで、キャリントン・イベントと呼ばれていますが、これまでに記録された中で最も強力な地磁気の嵐でした。 ハワイやカリブ海など南の地域でもオーロラが観測された。 緯度の高い地域では、オーロラの光だけで新聞を読むことができたという目撃談もある。

世界中の電信網は壊滅的な障害を起こし、オペレーターはショックを受け、電信紙は燃えました。

相互に接続された現代の世界でキャリントン事件が繰り返されたら、壊滅的な被害を受けるでしょう。

相互につながっている今日の世界でキャリントン現象が繰り返されれば、壊滅的な打撃を受けるでしょう。 通信ネットワークは停止し、航空交通システム全体が頼りにしているGPS衛星も停止してしまうでしょう。

1859年の再来となれば、まさに破滅的な事態となるでしょう!

当然のことながら、私たちは強力な地球型CMEに驚きたくはありません。 天文学者が太陽を研究する理由はそこにあります。 星の仕組みを解明する楽しみに加えて、太陽活動をより深く理解することで、私たちはよりよい備えをすることができます。 CME発生の数時間前に警告を出しておけば、必要なサービスを安全に停止して守ることができます。

CMEは、太陽の周りを回っている私たちの淡いブルーの点がいかに壊れやすいかを思い出させるものです。

真っ白なフレアの近くで、太陽から長い触手のようなものが突き出ている。

2012年8月31日、太陽力学観測所は、太陽がプラズマの流れを毎秒約900マイル(約1,400km)の速さで宇宙に放出している様子を捉えた。 Image via NASA/GSFC/SDO.

最下段。 コロナ質量放出はCMEとも呼ばれ、太陽の表面で起こる強力な噴火です。 太陽の磁場の不安定さによって引き起こされ、10億トンもの過熱したガスが宇宙に放出されることもあります。 ほとんどのCMEは太陽系内を無害に漂いますが、たまに地球に向けて放出されることもあります。 その場合、磁気嵐が発生し、電気系統に深刻な障害をもたらし、鮮やかなオーロラを発生させます。

Watch: 25 years of solar activity

Christopher Crockett

Chris Crockettは、UCLAで天文学の博士号を取得しました。2011年にUCLAで天文学の博士号を取得した後、Lowell ObservatoryやU.S. Naval Observatoryで働いていました。 その後、彼は天文学を実際に行うよりも、天文学について語る方がずっと楽しいことに気づきました。 2013年に米国科学振興協会からマスメディア・フェローシップを授与された後、「サイエンティフィック・アメリカン」誌に夏季限定で執筆し、2014年から2017年まで「サイエンス・ニュース」誌の天文担当スタッフとして活躍しました。 最近はフリーランスとして、天文学、惑星科学、物理学に関する記事を中心に執筆している。 Science News、Scientific American、Smithsonian Magazine、Knowable、Sky & Telescope、American Physical SocietyのオンラインマガジンPhysicsなどに寄稿している

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