結果が出ました：太陽系の磁気圏は空気が抜けたクロワッサンのような形をしていると科学者は言います

写真：太陽は私たちに光と暖かさを与えてくれるだけでなく、太陽風が惑星系の周囲に保護的な磁気バブルを作り出します。このバブルは、おそらくしぼんだクロワッサンのような形をしています。

焼き菓子のアナロジーに興味がなければ、少し変形した脾臓か胃のようだと表現すれば済むかもしれません。画像に何が写っているかはさておき、科学者たちは長年この奇妙な構造を研究しようと試みてきました。当初、彼らはそれを彗星、つまり球形で尾を引く形をしていると考えていました。

しかし、最新のコンピューターモデルでは、その形状はよりゴツゴツとして不明瞭であることが示されています。NASAはこれを「凹んだペイストリー」と呼んでいます。

太陽圏（ヘリオスフィア）と呼ばれるこの巨大な塊は、太陽から放出される荷電粒子で構成されています。地球に最も近い端は100億マイルも離れており、その巨大さと私たちがその中に居住しているという事実から、観測は困難です。ヘリオスフィアの役割は主に、電子機器や生体細胞に損傷を与える可能性のある銀河宇宙線から地球を守ることです。地球は幸いなことに、独自の磁場と大気によってさらに保護されています。黒曜石のような空間に浮かぶ宇宙船は、自力で生き延びるしかありません。

太陽圏の端まで到達した唯一の探査機はNASAのボイジャー1号と2号で、この2機がボトルに関する情報を提供した。

現在、天文学者たちは、NASAの探査機カッシーニとニューホライズンズから収集された太陽風の様々なデータをつなぎ合わせることで、この塊のモデルを改良してきました。NASAによると、カッシーニは太陽系に跳ね返ってくる粒子を観測する装置を搭載しており、これが太陽圏の境界を定義するのに役立ったとのことです。一方、ニューホライズンズは、宇宙から拾い上げられ太陽風に運ばれる、いわゆるピックアップイオンを測定しました。これらのピックアップイオンは、太陽から放出される粒子よりもはるかに高温です。

ネイチャー・アストロノミー誌に掲載されたクロワッサンのようなモデルを詳述した論文の主執筆者であり、米国ボストン大学の天文学教授であるメラヴ・オーファー氏は、これらの高温のピックアップイオンとそれほど高温ではない太陽流粒子が混ざり合い、この組み合わせによって太陽圏の真の外形が明らかになるのではないかと期待している。

「2つの流体が混ざり合っています。非常に冷たい成分と、それよりもはるかに熱い成分、つまりピックアップイオンです」と彼女は述べた。「冷たい流体と熱い流体を宇宙空間に置いても、混ざり合うことはありません。それぞれがほぼ別々に進化するのです。私たちが行ったのは、太陽風のこの2つの成分を分離し、結果として生じる太陽圏の3次元形状をモデル化することでした。」

収縮したクロワッサンの形状をプロットすることは、宇宙船が保護されている場所と保護されていない場所を示すため、将来の宇宙ミッションにとって重要です。

科学者たちは、今後のミッションのおかげで、太陽の形状をより詳細にマッピングできるようになるでしょう。NASAは2024年に星間マッピング・加速探査機「Interstellar Mapping and Acceleration Probe」を打ち上げる予定です。この探査機は、荷電粒子の検出やイオンの捕捉など、様々な機器を搭載し、太陽風が天の川銀河の星間物質とどのように相互作用するかをより深く理解することを目指します。®