科学者らによると、太陽で最近発生した大規模な太陽フレアの一つは、ほぼ光速の巨大な電子シートを通じて毎秒100億～1000億兆ジュールの磁気エネルギーが放出されて形成されたという。
これらの電流シートは幅4万キロメートル以上、つまり地球の直径の3倍以上に広がり、地球に最も近い恒星から噴出するプラズマのループの根元に位置していた。これは、月曜日にネイチャー・アストロノミー誌に掲載された論文によるものだ。
「太陽の大規模な爆発の際には、電子などの粒子が高エネルギーまで加速されることがあります」と、この研究の共同執筆者であり、米国ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者キャシー・リーブス氏は述べた。「これがどのように起こるのかは正確には解明されていませんが、太陽の磁場と関係していると考えられています。」
ニュージャージー工科大学（NJIT）のビン・チェン教授で、この研究の主執筆者は次のように付け加えた。「再結合電流シートを通じた磁気エネルギーの突然の放出がこれらの大規模な噴火の原因であると長い間示唆されてきたが、その磁気特性の測定は行われていない。」
「この研究によって、私たちは初めて電流シートの磁場の詳細を測定することができ、太陽フレアの中心的な原動力についての新たな理解が得られました。」
私たちがいかに小さいか、ここで実感してみてください… 薄いオレンジ色の曲線は、太陽フレアの磁力線モデルを示しています。フレアは、ねじれた磁束ロープによって駆動されました。色のついた塊は、観測された電流シートです。画像提供：NJIT-CSTR、B. Chen、S. Yu、NASA太陽観測衛星。クリックして拡大
この研究のために、チェン氏らは、2017年9月にニュージャージー工科大学（NJIT）のオーエンズバレー太陽観測衛星（EOVSA）とNASAの太陽観測衛星（SDO）の地上望遠鏡によって記録された強力な太陽フレアを詳しく観察した。研究チームは、マイクロ波や紫外線を含む様々な波長でフレアの爆発を観測し、そのデータを用いて、噴火の現実的なコンピューターシミュレーションを構築した。
天体物理学センターの説明によると、「フレアの原動力となっている強烈なエネルギーは、巨大な電流の『シート』によって生み出されている。…フレアの中心領域では、反対向きの磁力線が接近し、分裂し、そして再び結合する」という。センターは次のように付け加えた。
「電流シートは、エネルギーが放出されて動き出す場所のようですが、電子の加速のほとんどは、この別の場所、つまり磁気ボトルで起こっているようです」と、EOVSA所長でこの研究の共著者であるデール・ゲイリー氏は述べた。
「太陽フレアにそのような構造が存在するという説は以前にもあったが、今や数値的にそれを実際に確認できる」とチェン氏は付け加えた。「我々のデータが示したのは、電流シートの底部にある特別な場所、つまり磁気ボトルが、相対論的電子の生成や閉じ込めに決定的な役割を果たしているようだ」
研究チームは太陽フレアの磁気エネルギーがどこから放出されるのかという疑問を解明したと考えているものの、チェン氏は太陽フレアとコロナ質量放出の物理学については、まだ多くの疑問が残されていると述べた。「これらの根本的な疑問を解決するための、研究の余地は確かに大きく残されています」と彼は結論付けた。®
