画像クレジット：NASA
天文学者は、太陽が核融合反応の自然なプロセスの一部として反物質を作成および破壊すると信じていますが、NASAのルーベンラマティ高エネルギー太陽分光画像（RHESSI）宇宙船からの新しい観測は、プロセスに新しい洞察をもたらしました。反物質は、フレアによって加速された高速で移動する粒子が太陽の大気中で低速で移動する粒子に粉砕されるときに、太陽フレア内に形成されます（米国に2年間電力を供給するのに十分な反物質が1つのフレアで作成されます）。驚いたことに、反物質はすぐには破壊されません。代わりに、破壊される前にフレアによって太陽の別の領域に運ばれます。
太陽の爆発がどのように反物質の工場になるかをまだよく見ていると、途方もない爆発がどのように機能するかについて予想外の洞察が得られました。観測は、太陽フレアと呼ばれる爆発がどのように反物質を作り、破壊するかについての理論を混乱させるかもしれません。また、彼らが亜原子粒子をほとんど光速まで爆破する方法についての驚くべき詳細も示した。
太陽フレアは、太陽系で最も強力な爆発の1つです。最大のものは、10億トンの核爆弾と同じくらいのエネルギーを放出することができます。研究者のチームは、NASAのReuven Ramaty高エネルギー太陽分光画像装置（RHESSI）宇宙船を使用して、フレアの高エネルギーX線とガンマ線を使用して、太陽フレアの写真を2002年7月23日に撮影しました。
「私たちはフレアの写真を人間の目には見えないまったく新しい色で撮影しているので、驚きを予想しています。RHESSIはすでにカップルを提供してくれました」と、物理学部の教員であるロバート・リン博士は述べた。 RHESSIの主任研究者であるカリフォルニア大学バークレー校。
ガンマ線とX線は最もエネルギッシュな光の形態であり、スケールの最上部にあるガンマ線光の粒子は、可視光の粒子よりも数百万から数十億倍も多くのエネルギーを運びます。この結果は、10月1日のAstrophysical Journal Lettersに掲載されるRHESSI観測に関する一連の論文の一部です。
反物質はエネルギーの爆発で正常物質を消滅させ、宇宙船を推進するための非常に強力な情報源としてそれを使用するようにSF作家を鼓舞します。現在の技術では、通常は原子を一緒に粉砕するために使用される数マイルのマシンでわずかな量しか作成されませんが、科学者達は2002年7月のフレアが半キロ（約1ポンド）の反物質を生成し、米国全体を2日間動かすのに十分であることを発見しました。 RHESSIの画像とデータによると、この反物質は予想どおりに破壊されていません。
反物質は、通常の物質の「鏡像」と呼ばれることがよくあります。これは、あらゆる種類の普通物質の粒子に対して、反対の電荷または他の基本的な特性を除いて同一の反物質粒子を作成できるためです。
アンチマターは現在の宇宙では珍しい。ただし、衝突からのエネルギーの一部が反物質の生成に入るとき、それは通常の物質の粒子間の高速衝突で作成できます。反物質は、フレア中に加速された高速で動く粒子が太陽の大気中の遅い粒子と衝突するときにフレアに作成されます。
フレア理論によれば、これらの衝突は太陽大気の比較的密度の高い領域で発生します。これは、かなりの量の反物質を生成するために多くの衝突が必要になるためです。科学者たちは、衝突する普通の物質の粒子が非常に多いので、反物質が同じ場所の近くで消滅すると予想していました。 「反抗者は遠くに行くべきではありません」と、ワシントンD.C.の海軍研究所のジェラルドシェア博士は、7月23日のフレアにおける反物質破壊のRHESSIの観測に関する論文の筆頭著者であると述べました。
ただし、シェルゲームの宇宙バージョンでは、このフレアがアンチマターをシャッフルし、ある場所で生成し、別の場所で破壊したようです。 RHESSIは、反物質が太陽大気中の通常の物質を消滅させるときに放出されるガンマ線について、これまでで最も詳細な分析を可能にしました。分析によると、フレアのアンチマターは、高温によってパーティクル密度がアンチマターが作成されるべき場所よりも1,000倍低くなった領域で破壊された可能性があります。
あるいは、おそらく「シェルゲーム」がまったくなく、フレアが密度の低い領域でかなりの量のアンチマターを作成できるか、フレアが高温でも密度の高い領域を維持できるか、またはアンチマターが「チームによれば、高速で走ることができ、その高速生成により高温領域のように見えました。
太陽フレアは、太陽の大気中の帯電粒子（電子とイオン）をほぼ光速（毎秒約186,000マイル、つまり300,000 km /秒）まで爆破することもできます。新しいRHESSIの観測では、太陽フレアが粒子を超高速に推進するときに、質量または電荷によって粒子を何らかの方法で分類することが明らかになりました。
「この発見は、太陽フレアに関する私たちの理解に革命をもたらしました」と、この研究に関する15の論文の1つの主執筆者であるカリフォルニア大学バークレー校のGordon Hurford博士は述べています。
太陽の大気は、帯電した粒子（電子とイオン）のガスです。これらの粒子は磁力を感じるため、太陽の大気に浸透する磁場に沿って流れるように制限されます。太陽フレアは、太陽の大気中の磁場がねじれ、急激に伸びたときにゴムバンドが壊れるような新しい構成にスナップすると発生すると考えられています。これは磁気再接続と呼ばれます。
以前は、科学者たちは、太陽の大気中の粒子が磁場に沿って引きずられると、それがパチンコの石のように新しい形状にスナップするときに加速されると信じていました。ただし、これが単純であれば、すべてのパーティクルが同じ方向に発射されます。 RHESSIからの新しい観察結果は、これがそうではないことを示しています。重い粒子（イオン）は、軽い粒子（電子）とは異なる場所に配置されます。
「金鉱山労働者が崖の表面を爆破し、爆発がすべての土を一方向に投げ、すべての金を別の方向に投げたことを発見したのと同じくらい驚くべき結果です。」コロラ州ボルダー。
フレアが粒子を質量で分類する手段は不明です。チームによると、可能なメカニズムはたくさんあります。あるいは、イオンは正に帯電し、電子は負に帯電しているため、粒子はそれらの電荷によって分類することができます。これがそうである場合、粒子はそれらの電荷に従って電場内で異なる方向に移動するため、電場をフレア内に生成する必要があります。どちらの場合も、磁気再接続はエネルギーを提供しますが、加速プロセスはより複雑です。
理論が予測するように、科学者をこの驚くべき行動に導いた手がかりは、7月23日のフレアからのガンマ線がX線を放出した同じ場所から放出されなかったというRHESSIの観察でした。太陽フレア理論によれば、電子とイオンはフレア中に高速に加速され、アーチ型の磁気構造を降りて行きます。電子はアーチの2つの足元近くのより密集した太陽大気に激しく衝突し、それらを偏向させる帯電した陽子に遭遇すると、X線を放出します。高速イオンもこれらの領域に衝突するとき、ガンマ線は同じ場所から放出されるべきです。
RHESSIは2つのX線放出領域をフットポイントで観測しましたが、予想どおり、X線サイトの南約15,000キロ（約9,300マイル）の別の場所を中心とする拡散ガンマ線グローのみを検出しました。
「新しい発見のたびに、私たちはこれらの巨大な爆発で何が起こっているのかを理解し始めたばかりだ」 RHESSIは2002年2月5日に立ち上げられ、ミッションのほとんどの側面を担当するカリフォルニア大学バークレー校、およびプログラム管理と技術監視を担当するNASAゴダードが参加しました。
出典：NASAニュースリリース
