NASA の MAVEN (火星大気および揮発性物質の進化) ミッションでは、太陽風が急激に減少し、その結果、火星の大気と磁気圏が数千キロメートル拡大したことが観測されました。
火星に衝突し、惑星の上層大気からイオンを剥ぎ取る太陽嵐の想像図 – クリックして拡大クレジット: NASA/GSFC
この現象は、太陽活動が活発化した2022年12月に発生しました。太陽から放出されたはるかに強力な太陽風が、動きの遅い太陽風を追い越しました。2つの領域は圧縮され、その跡に非常に低密度の太陽風の空間が残されました。
NASAによると、「この太陽風の『消失』は、火星の磁気圏と電離層内で驚くべき相互作用を引き起こした。」
太陽風の密度は100分の1に減少し、圧力の低下と、地球の磁気圏と電離層の面積が3倍以上に拡大しました。科学者たちは、この減少の大きさを「ほとんど信じられない」と表現しました。
太陽風は、太陽から噴き出す荷電粒子の流れです。太陽系のすべての惑星に衝突します。この流れは磁気圏によって方向を変えられます。地球、水星、土星、木星、天王星、海王星には磁気圏がありますが、火星には太陽風による大気の剥離を防ぐのに十分な強度の磁気圏がありません。
NASAは、「通常は火星の電離層に埋め込まれている太陽の磁場が外側に押し出され、電離層は磁化された状態から非磁化状態へと変化しました。同時に、太陽風と磁気圏の間の層は、異常に電磁的に静穏な状態になりました」と説明しています。
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MAVEN は、太陽の活動と火星の大気の反応の両方を観測できる唯一の火星探査機というユニークな立場にあります。
科学者たちは、このイベント中に収集された観察結果が、火星における水と大気の損失の背後にある物理学をより深く理解するのに役立つことを期待している。
「太陽風が実質的に遮断されたとき、火星がどう反応するかを実際に観察できるのです」と、アイオワ大学の教授で、この現象に関する新たな研究の筆頭著者であるジャスパー・ハレカス氏は熱く語った。「もし火星が太陽風の少ない恒星を周回していたら、どのような姿になるのかを探る、素晴らしい異例の研究となるでしょう。」
MAVENは10年余り前に打ち上げられました。その使命は火星の大気を調査することであり、その長寿命は科学者にとって大きな恩恵であることが証明されています。太陽が11年周期の活動極大期（太陽活動極大期）に近づくにつれ、探査機が観測できる新たな極端な太陽現象の発生確率が高まります。
「極限状態の観測は常に科学的に非常に貴重です」と、カリフォルニア大学バークレー校のMAVEN主任研究者であるシャノン・カリー氏は指摘する。「MAVENは太陽と火星の大気のこのような相互作用を観測するために設計されており、この真に異常な太陽現象において、探査機は並外れたデータを提供しました。」®
