灼熱の太陽コロナループから降るプラズマの「雨」

NASAの太陽観測衛星「ソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリー（SDO）」による迫力の動画がYouTubeで公開されています。2013年に公開されたやや古いものですが、太陽で起こる様々な爆発現象を鮮明に捉えたものです。

2012年7月19日、太陽で3つの爆発現象が発生しました。動画は太陽の全面画像から始まり、向かって右端のところで中規模の「太陽フレア」が発生します。発生領域を拡大した映像でその様子が捉えられており、ループ状の磁力線に沿って動くプラズマが眩しいほどに明るく輝いていきます（動画の30秒から55秒あたり）。太陽フレアは磁力線がつなぎ変わる「磁気リコネクション」と呼ばれる仕組みによって発生すると考えられており、ゴムひものように振る舞う磁力線が上下にはじかれるように動いて膨大なエネルギーが放出されます。このときのフレアでは先のとがった帽子のような「カスプ構造」が捉えられており（動画の30秒すぎ）、その先端付近で磁気リコネクションが発生したと考えられます。なお、このようなカスプ構造を最初に発見したのは1991年から2004年まで活躍した日本の太陽観測衛星「ようこう」でした。

磁気リコネクションによる「カスプ構造」。先のとがった帽子のようになっており、その先端付近で磁力線のつなぎかえが起こっていると考えられる。Credit: NASA Goddard

太陽フレアによりプラズマが明るく輝く様子。Credit: NASA Goddard

動画は実際の時間よりも早送りで進んでおり、このフレアでのピークを迎えるまでの時間は45分ほどです。フレアの明るさが少しずつ弱まるころから、ループの右側で太陽の物質が外に飛び出していく「コロナ質量放出（CME）」が始まります（55秒から1分5秒あたり）。

太陽のコロナ質量放出（CME）。明るく輝くループ状の構造の右側に、筋状に外へと飛び出していくのが見える。Credit: NASA Goddard

その後、プラズマの明るさは徐々に収まりながら、磁力線に沿って流れていくような動きが見られます。これが「コロナの雨」として知られる現象です。コロナの雨とともに地球の大きさが示されますが、地球よりはるかに大きなスケールでプラズマが雨のように（滝のように、と言うほうが合っているかもしれません）流れてくる様子に目を奪われます。

「コロナの雨」。磁力線をたどるように、プラズマが雨のように降り注ぐ。右上には地球の大きさが示されている。Credit: NASA Goddard

磁力線に沿って動くプラズマと表現しましたが、磁力線そのものは目に見えません。ここでのプラズマは気体が高温の状態で電子とプラスイオンに分離したもので、磁力線に沿って動きます。この動画では波長が304オングストローム（30.4ナノメートル）の紫外線（極端紫外線）を観測しており、温度でいうと約5万ケルビン（正確ではありませんが大まかにはそのまま5万度）の物質を見ていることになります。つまり、紫外線などの観測を行うことによって磁力線の様子をトレースすることができるのです。

この動画はソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリーの観測装置「AIA」による画像をつなげて作成したもので、画像は12秒に1枚、1秒間に30フレームを動画にしています。動画の1秒が実際の時間では6分に相当し、動画全体では2012年7月19日の午前0時30分から午後10時（米国東部標準時）をカバーしています。

 

Video: NASA Goddard
Source: NASA Goddard YouTubeチャンネル
文／北越康敬