長年の謎。太陽コロナ加熱問題解決の鍵「ナノフレア」の観測に成功か？

左端のフレームから右端のフレームにかけてズームアップされている。一番、右端のフレームに映っているのがナノフレアではないかと推測されているループ(loops=輪)。(Image Credit:NASA/SDO/IRIS/Shah Bahauddin)

NASAは12月21日、「ナノフレア」の観測に成功した可能性があると発表しました。「フレア」は太陽の表面で発生する爆発現象で、ナノフレアは通常のフレアの10億分の1ほどの規模の微小なフレアをいいます。このナノフレアはいわゆる「コロナ加熱問題」の解決のカギを握っていると考えられています。

太陽の表面温度は6000℃ほどです。ところが「コロナ」と呼ばれる太陽の大気の上層部の温度は数百万℃にもなります。では、なぜ太陽の表面よりも表面から少し離れたコロナの方が温度が高いのでしょうか？この問題をコロナ加熱問題といいます。

そのメカニズムについては、まだ完全には解明されていませんが、2つの有力な考え方があります。プラズマのなかを伝わる波動によってコロナが加熱されているとする「波動加熱説」と、ナノフレアによってコロナが加熱されているとする「ナノフレア説」です。

大規模なフレアや中規模なフレアだけでは、コロナの温度を保つのに足りないことはすでに解っています。そこでナノフレア説では、大規模なフレアや中規模のフレアに加えて、ナノフレアによってもコロナがコツコツと温められているのでないかと考えるわけです。

ただこれまでナノアレアが実際に観測されたことはありませんでした。

コロラド大学のシャー・バハウディンさん率いる研究チームは元々はコロナのすぐ下の層でチラチラと輝いている小さな明るいループ(loops=輪)を研究していましたが、NASAの太陽観測衛星IRISのデータから、このループの温度が周囲よりも数百万℃も高いことが解りました。これは全くの予想外でした。

そこで、研究チームが、シミュレーションをおこなったところ、問題のループは「磁気リコネクション」と呼ばれる現象によって引き起こされていることが解りました。

磁気リコネクションとは、いったん切断された磁力線が再び他の磁力線と繋がる現象で、これによって莫大な熱が発生します。大規模なフレアや中規模なフレアはこの磁気リコネクションによって引き起こされると考えられています。つまり問題のループは大規模なフレアや中規模なフレアと同じメカニズムで引き起こされていたのです。

また、NASAの太陽観測衛星SDOの観測データから、問題のループが現れてから、すぐにその真上にあるコロナが数百万℃にまで加熱されることも確認されました。

ただ、研究チームは、その可能性は高いものの、このループがナノフレアであるという断定はまだ避けています。

研究チームでは、これから、問題のループが、コロナ全体を加熱できるほどに、太陽全体で、しかも、十分な頻度で、発生しているかどうかを確認していきたいとしています。

もしかしたら、天文学の長年の大きな謎の1つだったコロナ加熱問題がついに解決される日も近いかもしれませんね。

 

Image Credit: NASA/SDO/IRIS/Shah Bahauddin
Source: NASA
文／飯銅重幸