もちろん、細心の注意を払って日食を観察すると、遮られた太陽の輪郭を描く細い赤い三日月と、その向こうに広がる真っ白なたてがみが見えます。これがコロナで、何百万マイルもの厚さの過熱プラズマのオーラです。
コロナは太陽の燃える表面よりも冷たいと考えるのは当然です。しかし、実際には外側に行くほど熱くなります。太陽の表面温度は華氏約 10,000 度です。コロナは華氏540万度まで熱くなる可能性があります。 「コロナ加熱問題」として知られるこの現象は、「宇宙科学における未解決の大きな問題の 1 つです」と、NASA ゴダード宇宙飛行センターの研究天体物理学者 James A. Klimchuk は言います。
科学者たちは、なぜコロナがそれほどトーストなのかをまだ完全には理解していません。しかし、少なくとも彼らはそれが であることを受け入れています もっと熱く。これは、科学史の長い章には当てはまりませんでした。あまり知られていないスウェーデン人のハンネス・アルヴェーンは、訓練を受けた電気技師であり、コロナの熱さを世界に納得させました。
1940 年代初頭頃、コロナ加熱の問題はありませんでした。これは、コロナの温度が太陽の表面温度よりも低いか、大幅に高くないことを科学者が確信していたためです。 1943 年にスウェーデンの天文学者 Bengt Edlén が行った 1 つの推定値は、華氏 450,000 度でした。過去 50 年間のレビューや教科書、さらには NASA の Web サイトでさえ、コロナの並外れた熱の発見を調べると、たいていはエドレンの名前しか出てこないでしょう。
しかし、Edlén が見積もりを作成する 2 年前に、Alfvén はこのトピックに関する論文をスウェーデンの無名のジャーナルに掲載しました。彼は、荷電粒子と相互作用する太陽の磁場が、コロナの当惑させるほどの熱に重要な役割を果たしており、推定される熱力学的限界を克服し、熱は冷たい物体から熱い物体に輸送できないという理論を立てました。彼の同時代の人々はあえてそのような結論を下すことはありませんでしたが、アルヴェーンはコロナが「非常に高温に加熱されている」と大胆に宣言しました。
1 年後、アルヴェーンはプラズマに関連する特殊な波動の存在を示し、プラズマ天体物理学の分野を開拓しました。この波は、アルヴェーン波として知られるようになりました。 1970 年にアルヴェーンが波の発見によりノーベル賞を受賞したとき (彼は固体物理学者と共有しました)、記事が Science に掲載されました。 タイトルは「スウェーデンの因習打破者、何年にもわたる拒絶とあいまいさの後に認められた」。この記事の著者である太陽物理学者のアレックス・デスラーは、電離ガス中を波がどのように移動するかに関するアルヴェーンの「並外れた物理的直感」は、「数年間、見下すように無視されていた」と書いています。その後、アルヴェーンは、これらの波がコロナの巨大な熱を引き起こしたと仮定しました。太陽の磁場の摂動によって励起された波は、太陽の放射エネルギーの 1% を運ぶとアルヴェーンは推論しました。
発見が一般的な知識になるにつれて、「パラダイムを最初に変えた人は忘れられることが多い」と、太陽物理学者のハーディ ピーターとボーラ N. ドウィヴェディはFrontiers in Astronomy and Space Sciencesに書いています。 、2014年。 70 年後、研究は続けられ、科学者たちはこれらの波がどの程度加熱するかを調査し続けており、「最初にアルヴェーン自身によって明確に主張されました」。
実際、2015 年に The Astrophysical Journal に掲載された研究では、 、研究者チームは、一対の衛星望遠鏡からの観測がアルフベンのアイデアの「直接的な証拠」を提供し、コロナのアルフベン波加熱の証拠を「比類のないレベルにまで絞り込む」と書いています.
Alfvén は 1995 年に亡くなりましたが、おそらく彼の波がコロナの猛烈な暑さを引き起こしているという証拠は、因習打破者が不明瞭さを回避するのに役立つでしょう.
Virat Markandeya は、デリーを拠点とするフリーランスのサイエンス ライターです。 Twitter @Viratmarkandeya で彼をフォローしてください。
