太陽物理学における最大の謎の 1 つは、太陽の表面が大気よりも低温である可能性があることです。一見すると、コロナと呼ばれる太陽の大気は、熱力学の第 2 法則を考えると途方もない熱源よりも熱くなっているように見えます。したがって、太陽が物理法則を気にしないか、もっと微妙な何かが働いているかのどちらかです。
物理学では、熱力学第二法則 熱は高温の物体から低温の物体へと自然に流れ、自然に反対方向には流れないという。これは最も直感的な物理法則の 1 つですが、熱が太陽の表面 (摂氏約 5,500 度の温度を記録) から表面から数百マイル離れた層 (太陽のコロナとして知られている) に移動するにつれて、摂氏1,000,000度の温度まで上昇します。これは、既知の宇宙で、加熱している物体が加熱している物体よりも実際に低温である唯一の例です (他の同様の星と共に)。それが十分でない場合、実際には熱源よりも約 200 倍熱くなっています。では、ここで何が起こっているのでしょうか?
太陽の内側から来るエネルギーを運ぶ波
これは太陽のコロナ加熱問題として知られており、1939 年に大きな矛盾が最初に発見されて以来、科学者を困惑させてきました。多くの説明が発表されていますが、この奇妙な現象を説明する興味をそそる証拠が表面化したのはつい最近のことです.
Nature Communications で 2012 年に発表された研究 ノーサンブリア大学の研究者は、一部の星が光球 (星の表面) よりもほぼ 200 倍も高温のコロナを持つ可能性のあるメカニズムを発見しました。研究者たちは、最先端の太陽画像技術を使用して、太陽の彩層を観察しました。これは、光球と外側のコロナの間に挟まれた太陽の大気の明確な領域です。ここで、研究者は磁気流体力学 (MHD) 波を調べ、その速度と出力をかつてないほど詳細に測定しました。これには、太陽大気の高速振動 (ROSA) として知られる専用の太陽画像望遠鏡を使用しました。
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この種の波によって運ばれる位置エネルギーの推定が行われました。これは、MHD 波が星の表面の下で生成されたエネルギーを太陽の大気の外層に分配し、熱の原因であると最初に理論化した研究者による予測と一致しました。
プラズマ ジェットは、コロナ加熱の問題を説明する鍵となる可能性があります
MHD 波は、コロナをまばゆいばかりの温度に加熱する唯一の原因ではない可能性があります。 2011 年、ロッキード マーチンの太陽天体物理学研究所 (LMSAL)、NCAR、オスロ大学の研究者で構成されるチームは、コロナを補充する高温ガスの潜在的な発生源を発見したと主張しました。 (De Pontieu, B. et al. サイエンス 331, 55-58 (2011)).
関係する研究者によると、スピキュールと呼ばれるこれらのプラズマジェットは、「太陽の端にある長く細長いひれの特徴」であり、太陽の大気またはコロナが数百万度高温であることを説明できるのはその動きです。表面より。 2007 年に、研究者はタイプ II スピキュールと呼ばれるものを特定しました。これは、毎秒 60 マイル (100 キロメートル) を超える速さで上向きにバーストする、非常に高速ですが寿命の短いジェットです。
研究者たちは、NASA が最近打ち上げた Solar Dynamics Observatory と日本のひので衛星からのデータを組み合わせて、これらの高速で移動する高温プラズマの噴流を初めて直接観測しました。
いずれにせよ、現在発見されているMHD波やプラズマジェットよりも多くのコロナ加熱メカニズムが存在する可能性があります。言うまでもありませんが、かつては乗り越えられなかった謎が、現在ゆっくりとその秘密を解き明かしています.
