科学者たちは、世界最大の望遠鏡を使って太陽を研究し、強力なプラズマの小さな渦が太陽の表面を横切る太陽の表面の史上最高の画像を撮影しました。

この発見は、太陽の大気中でエネルギーと磁場がどのように移動するかを科学者が理解する方法を変える可能性があります。これらの渦は、エネルギーと磁束を輸送する効率的な方法であると考えられており、小規模ではあるが太陽の磁場を編む役割も果たしている可能性があります。

このようなテクスチャーのあるフィールドは、太陽フレアやその他の爆発を引き起こすエネルギーを蓄えたり放出したりすると考えられており、太陽の外気が異常に高温である理由を説明できる可能性があります。

チームの調査結果は、 自然 8月5日。

詳細はさておき

私たちが見ることができる太陽の部分は光球と呼ばれます。それは、強力な過熱プラズマの塊で満たされた混沌とした環境です。私たちが地球上で見ている光は、このプラズマから放出されるエネルギーです。

天文学者は長い間太陽の外面の写真を撮影しており、そこには常に蜂の巣のような構造が見られてきました。この構造のセルは対流セルと呼ばれます。各セルはムンバイからグワーハーティーまでの距離である約 2,000 km をカバーし、消滅するまで 5 ～ 10 分間続きます。対流セルの目に見える特徴は顆粒と呼ばれます。これらすべての粒子が一緒になって、目に見える太陽の外層を形成します。

前世紀に太陽の表面から撮影されたすべての写真では、これらの粒子の端は不鮮明でした。まるで使い古された綿のようだった。

そして、太陽物理学者たちは何十年もの間、これらの端が実際に磨耗しているのか、あるいはより強力な望遠鏡を使って観察すればもっと詳細なことが分かるのではないかと疑問を抱いてきた。新しい画像がこの議論に決着をつけた。

米国国立太陽科学財団（NSO）、マックス・プランク太陽系研究所（MPS）、高高度天文台（HAO）の研究者らは論文の中で、「弱点は望遠鏡の口径にある」と書いている。 自然。

主鏡が 2 m より小さい望遠鏡では、物理学者が太陽表面の根本的な変化を観察することは不可能であると思われます。

ぼやけを解消する

研究者らは研究のために、ハワイにある NSF ダニエル K. イノウエ太陽望遠鏡 (DKIST) に目を向けました。ハレアカラ火山の標高 10,000 フィートの頂上近くに位置する DKIST には、高さ 4 メートルの大きな鏡があります。 2019年末に科学的運用を開始した。

研究チームはこれを使って、NOAA 14060と呼ばれる太陽の磁気活動領域を観察し、波長416ナノメートル（可視青紫光）の光を捉えた。彼らはまた、NSO と MPS が共同開発した高速カメラ FastCam と望遠鏡を組み合わせました。このカメラは 100 マイクロ秒という驚異的な露出時間を持ち、毎秒最大 740 フレームを記録しました。

このカメラの助けを借りて、研究者たちは太陽の乱暴な大気の写真をたくさん撮りました。すべての写真が鮮明ではありませんでした。

次に、研究チームのメンバーである MPS のミシェル・ファン・ノールト氏は、ブラインド マルチフレーム デコンボリューションと呼ばれる高度な画像処理技術を使用して、太陽を地上から撮影したときに発生するぼやけを除去しました。次にチームは、複数のクリーン化された画像を結合して、鮮明な画像を再構成しました。

ノース博士はこの技術を使用して、5,800 km x 4,350 km の太陽表面の画像を解像度 19 km で作成しました。プネーからムンバイで10ルピー硬貨を見つけられるようなものです。

したがって、研究チームは、太陽粒子の端がまったく滑らかではないことを発見しました。その代わりに、無数の小さなプラズマリングが存在し、それぞれの長さはわずか 25 ～ 170 km で、約 65 km 離れています。そして彼らは独自の小さな磁場を持っていました。

川を渡る風

研究者らはまた、これらの小さなプラズマコイルが安定していないことも発見した。それらは粒子の境界に沿って移動し、互いに絡み合い、相互作用します。そして、それらが実行されると、プラズマ内に渦が発生しました。渦は急速に回転し、数秒以内に形状を変えました。

穏やかな川に強い風が吹くと、水面に小さな渦が生まれます。一般に、物理学者は、隣接する 2 つの流体が異なる速度で通過する界面で渦が形成されると述べています。同じことが太陽でも起こりました。

科学者たちはこれまでに、木星のようなガス惑星の大気中でそのような渦を発見している。科学者たちは、このような波が太陽の表面を移動する様子を初めて観察した。

これらの渦は太陽プラズマ内でも急速に成長します。科学者たちは高速カメラを使用して、急速に成長する渦がわずか 18 秒で元のサイズの 2.7 倍に成長したことを発見しました。成長が少し遅い個体でも、そのサイズに達するまでに必要な時間はわずか 71 秒でした。それらは約1.6〜2.8 km/sで回転していました。

科学者らは、これらの渦が 3 分間継続的に形成され、互いに混ざり合い、再び分散することを発見しました。

新しい方法

研究チームは、磁気流体力学のコンピューターシミュレーションを使用して、DKISTでの観察結果を確認しました。どちらの場合も、回転速度と渦のエネルギーは同じでした。言い換えれば、これらの渦は本質的に太陽のエンジンであり、太陽の内部磁気エネルギーを捕らえて宇宙に放出します。

シミュレーションでは、渦が光球の下 100 ～ 400 km にあることも示唆されました。

この発見は、太陽物理学者に対流と磁気の境界を調査する新しい方法を提供します。渦電流は乱流を引き起こし、磁場を継続的に歪めます。そうすることで、磁力線を編むのに必要な小規模な運動を提供し、大気中の磁気エネルギーをより高く上昇させることができます。

次のステップは、これらの不安定性がどれだけのエネルギーを伝達するのか、そして小さな渦が太陽大気中のエネルギー事象にどのように関連しているのかを判断することです。

コルカタ州立法医学研究所物理学科のシャミム・ハク・モンダル氏。

発行済み – 2026 年 9 月 7 日、09:00 IST