中国とドイツの科学者チームは、高速の太陽風が発生する太陽コロナの磁気構造を特定しました。 ESAおよびNASAの宇宙ベースの太陽および太陽圏天文台（SOHO）で、Michelson Doppler Imager（MDI）によって提供された放出放射の太陽紫外線測定（SUMER）分光計からの画像とドップラーマップを使用して、太陽風の流れを観察しました太陽の表面近くの磁気ネットワークのレーンに固定されている漏斗状の磁場から。これらの所見は、サイエンス誌の4月22日号に掲載されています。この研究により、地球の宇宙環境に影響を与える弱くて高温のプラズマ（導電性ガス）の流れである太陽風の発生源の磁気的性質をよりよく理解できます。
太陽風は、陽子、アルファ粒子（2重電離ヘリウム）、重イオン、および300〜800 km / sの範囲の速度で太陽の表面から流れる電子で構成されます。コロナ光源領域の重イオンは、特定の紫外線波長で放射線を放出します。それらが発生期の太陽風をたどるときのように地球に向かって流れるとき、紫外線放射の波長は短くなります。これは、ドップラー効果と呼ばれる現象です。これは、音響の変化でよく知られています。リスナーに近づいたり、リスナーから後退したりするときのパトカーのホーン。太陽のケースでは、太陽の表面から離れることを意味する私たちに向かうプラズマの動きは、紫外スペクトルの青方偏移として検出されるため、太陽風の流出の始まりを識別するために使用できます。
SUMERの紫外スペクトルは、プリズムが白色光を異なる色の虹に分離するときに見られるものに似ています。ただし、紫外線は人間の目には見えず、地球の大気を透過することはできません。宇宙観測所SOHOでSUMERによって取得された紫外線放射を宇宙から分析することにより、太陽物理学者は太陽について多くを学び、さまざまな大気層のガス温度、化学組成、および運動を推測できます。
「太陽風のソース領域の微細な磁気構造はとらえどころのないままです」と、中国の北京にある北京大学の地球物理学科の初著者であるChunanyi Tu教授は述べた。 「長年にわたり、太陽物理学者と宇宙物理学者は、開いた磁力線と低い光強度のあるコロナ領域から来る高速の太陽風の流れ、いわゆるコロナホールを観察してきました。ただし、SOHOからの複雑な観測を新しい方法で組み合わせることによってのみ、コロナホール内の線源の特性を推測することができました。速い太陽風は、光球から20,000 kmの高さで、速度が約10 km / sのコロナファネルから発生しているようです。
「速い太陽風が約10 km / sの流速でコロナホールの漏斗の上部から流出し始めます」とTu教授は述べています。 「この流出は、600,000ケルビンの温度でNe + 7イオンによって放出されたスペクトル線のドップラーブルーシフト（上の図のハッチング領域）の大きなパッチとして見られ、高温プラズマフローの良好なトレーサーとして使用できます。 。 MDI磁気データを使用して光球から推定された磁場との比較により、このラインの青方偏移パターンは、20,000 kmのオープンフィールド構造と最もよく相関していることがわかりました。」
SUMER分光計は、太陽の北極域の広い範囲から来る紫外線を観測することにより、太陽風の源を精査しました。 「現在、コロナファネルとして明らかにされているソースの詳細な磁気構造の明確な識別、および太陽風の放出高さと初速の決定は、大量供給と基本的な加速の問題を解決する上で重要なステップです。 Science論文の共同執筆者であるEckart Marsch教授は、次のように説明します。拡張されたコロナファネルと、磁気ネットワークに固定された細いネックで発生するプラズマ条件と物理プロセスの研究に焦点を当てることができます。
太陽風の性質と起源を解明することは、SOHOが設計された主な目標の1つです。速い太陽風がコロナホールから来ることは天文学者の間で長い間知られています。ここで新しいのは、これらの流れがコロナファネルから始まり、そのソースが磁気ネットワークの端にあるという発見です。太陽の表面のすぐ下に大きな対流セルがあります。各セルには磁場が関連付けられており、ファンネルネックが固定されている磁気対流によってネットワークレーンに集中しています。プラズマはまだ小さなループに閉じ込められていますが、対流によってファンネルに運ばれ、そこから放出されます。バケツの水が空の水路に排出されるようにです。
「以前は、高速の太陽風は、光球の少し上にある水素原子のイオン化層の任意のオープンフィールドラインに起因すると考えられていました」とMarsch教授は言います。「しかし、炭素イオンからの輝線の低いドップラーシフト高度5,000 kmではまだ大量の流出が起こっていないことを示しています。現在、太陽風プラズマは、高さが数千キロメートルに過ぎず、漏斗が密集している多数の小さな磁気ループから生じるプラズマによって供給されていると考えられています。磁気再接続により、プラズマはすべての側面からじょうごに供給され、そこで加速され、最終的に太陽風を形成します。」
SUMER装置は、この論文の共著者でもあるクラウスウィルヘルム博士の指導の下、ドイツのリンダウにあるマックスプランク太陽系研究所（以前はマックスプランク航空研究所）で主な貢献をして構築されました。フランスのオルセーにあるInstitut d'Astrophysique Spatiale、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センター、カリフォルニア大学バークレー校から、ドイツ、フランス、アメリカ、スイスの国家機関からの財政支援を受けています。 SOHOは、地球から1.5百万キロメートル離れた、地球の太陽側にある特別な視点で、ほぼ10年間運用しています。 SOHOは、欧州宇宙機関とNASAの間の国際協力のプロジェクトです。 NASAのフロリダ州ケネディ宇宙センターから1995年12月にアトラスII-ASロケットで打ち上げられ、ゴダード宇宙飛行センターから運用されています。
元のソース：Max Planck Societyニュースリリース
