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宇宙科学の最前線

人工衛星で探る太陽コロナ加熱の謎 国立天文台 ひので科学プロジェクト 助教 勝川行雄

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 よく知られているように、黒点内には極めて強力な磁場が存在する。しかし、あまりにも磁場が強いために対流運動が抑制され、黒点内は逆に静かだと考えられていた。しかし、「ひので」SOTによって、その中でも非常に活発なプラズマ現象が起きていることが分かったのである。SOTは高い解像度のみならず、高精度な偏光分光観測能力も備えている。これを使うと、彩層でのジェット現象がどのような磁場構造の中で発生しているか、直接的に計測することができる。その結果、半暗部には、表面に対して水平な磁場と立った磁場が、交互に入り組んで存在していることが分かっている(くし状構造と呼ばれる)。これは、強力な磁場と対流が黒点内で強く相互作用することで形成されると考えられている。2つの磁場構造の境界には強い電流層が形成されることが期待される。そこで、短時間に磁気エネルギーが解放される「磁気リコネクション」が発生し、ジェット状の増光を生んでいる可能性が高い。黒点内の強力な磁場は磁場構造の診断を比較的容易にし、磁気エネルギーの解放現場をとらえることができたのである。しかし、同様の磁場構造は黒点外にも存在し、あちこちで微細なジェット現象を発生させていると期待されている。
 コロナ加熱の問題はまだ解決したわけではない。彩層はコロナと比較するとガスの密度、圧力が高く、磁気エネルギーが解放されたとしても、加熱には非効率的である。しかし、磁気リコネクションによって波動(音波やアルフベン波)が励起されると、磁力線に沿って上空に伝播し、衝撃波をつくって加熱する可能性も指摘されている。ナノフレア加熱と波動加熱のハイブリッドである。「ひので」SOTでは、ジェット現象に伴って磁力線が振動する様子も見つかり始めている。同じく「ひので」に搭載されており、高温なコロナを観測する極端紫外線撮像分光装置(EIS)やX線望遠鏡(XRT)と組み合わせることで、コロナ加熱解明の決定打を得ることが今後期待される。


装置開発とサイエンス

 私が大学院生のとき、「ひので」の打上げ前であったので、もちろん「ひので」のデータは存在しなかった。地上望遠鏡を使った偏光分光観測を実施するために海外の天文台に行き、そのデータと「ようこう」や「SOHO」などで得られたデータを組み合わせた研究を行い、学位論文を書いた。一方、最先端の宇宙光学技術が集約された光学望遠鏡の開発も決して楽ではなく、博士課程・ポスドク時代の大半の時間をそこに注いだ。装置開発とサイエンスを両立させて研究を行ったことは、「ひので」打上げ後の研究において大きな原動力となったことは間違いなく、どちらも欠くことができない要素であると思う。初めて「ひので」で取得した画像を見たときの何とも言えない感動をもう一度味わうために、「ひので」を超える新しい観測装置を、近い将来、実現させたい。

(かつかわ・ゆきお)


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