メッセンジャーが太陽フレアの謎を解く

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適切な場所に適切なタイミングでいる場合、メッセンジャー宇宙船は平均サイズの太陽フレアを捉えることができ、天文学者は太陽から1天文単位(AU)未満の高エネルギー太陽中性子を研究することができました。初めて。惑星科学研究所の科学者であるウィリアムC.フェルドマン氏は、2007年31日、メッセンジャー(水星の周りの軌道に進入する過程で)がAUの約半分で飛行していたと述べた。以前は、最も強力な太陽フレアからの中性子バーストのみが、地球または近地球軌道の中性子分光計で記録されていました。メッセンジャーの結果は、いくつかのコロナ質量放出が地球に到達するエネルギー陽子をほとんど生成しない一方で、他のものが大量に生成する理由の謎を解決するのに役立ちます。

太陽フレアは高エネルギー中性子を惑星間空間に放出します。通常、これらのバーストは太陽の下で約50〜60秒続きます。しかし、メッセンジャーの中性子スペクトロメータは、このフレアから6〜10時間にわたって中性子を記録することができました。 「それが私たちに伝えていることは、少なくともいくつかの中程度のサイズのフレアが太陽コロナで高エネルギー中性子を継続的に生成するということです。」フェルドマンは言った。 「この事実から、フレアのために30〜100 MeV(100万電子ボルト)の範囲で陽子が連続的に生成されると推測しました。」
太陽フレアによって生成されたすべてのイオンの約90%は閉じた磁力線で太陽に固定されたままですが、別の個体群は太陽の近くの中性子の崩壊から生じます。フェルドマン氏によると、崩壊した中性子のこの2番目の集団は、惑星間空間に拡張されたシード集団を形成し、フレアによって生成された大規模な衝撃波によってさらに加速される可能性があります。

「したがって、重要な結果は、おそらく多くのフレアイベントの後、2つのことが発生する可能性があるということです。長期間にわたる中性子の継続的な生成と、陽子に崩壊した太陽の近くの中性子の種集団の生成」とフェルドマン氏は述べた。 「コロナ質量放出(コロナでの核爆発)が空間に衝撃波を送ると、これらの原料プロトンは惑星間空間に加速されます。」

「なぜ、いくつかのコロナ質量放出が地球に到達するエネルギー陽子をほとんど生成しないのか、他のものが大量に生成するのかという疑問が常にありました」と彼は付け加えました。 「1 keVの陽子(太陽風)に比べて、すでに1 MeVのエネルギーを持つ陽子を加速する方が簡単なため、太陽の近くのこれらのエネルギー陽子の種集団が答えを提供できるようです。」

種の個体数は均一に分布していないとフェルドマン氏は語った。衝撃波を地球に送るのに適した場所にいる場合もあれば、陽子が地球に近づかない方向に加速される場所にいる場合もあります。

フェルドマン氏はまた、太陽フレアによって生成される放射線は、NASAにとって学術的な関心以上のものであると付け加えた。太陽フレアからのエネルギッシュな陽子は、地球周回衛星を損傷し、国際宇宙ステーションや月と火星へのミッションで宇宙飛行士を危険にさらす可能性があります。

「有人宇宙飛行プログラムの人々は、コロナ質量放出が宇宙飛行士に放射線の危険をもたらす危険なレベルの高エネルギー陽子を生成するのに効果的であるときを予測できることに非常に興味があります」と彼は言った。

これを行うには、科学者は、フレアを生成するメカニズムと、どのフレアイベントが危険である可能性が高いかについて、より多くのことを知る必要があります。ある時点で、予測者が地球上の雨や雪を予測するのと同じ精度で、宇宙天気(降水量が放射線の形である)を予測できるようになることを期待しています。

フェルドマン氏は、メッセンジャーはこの目標に向けて重要なデータを提供できると見ている。 「私たちが見て公開したのは、2012年まで追跡できる多くのフレアの最初のものになることです」と彼は言った。 「メッセンジャーの美しさは、ソーラーサイクル24の間、太陽活動の最小から最大までアクティブになり、これまでよりも太陽に非常に近い太陽サイクルの上昇を観測できることです。」

MESSENGERは現在、0.3から0.6 AUの範囲で太陽の周りを回っています(AUは地球と太陽の間の平均距離、つまり約150,000 kmです)。2011年3月に水星の周りに挿入軌道を回る途中です。水星では、地球1年間で太陽の0.45 AU以内。

チームの論文を読む:MESSENGER中性子スペクトロメーターで検出された1-8 MeVの太陽中性子からの太陽フレアイオンの加速の証拠。

出典:PSI

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