fc2ブログ

太陽から飛び出した超巨大な紅いループ!

Posted by moonrainbow on 12.2022 太陽   0 comments   0 trackback
太陽から飛び出した超巨大な紅いループ。ソーラー・オービターが捉えた記録的プロミネンス

超巨大プロミネンス
【▲太陽観測衛星「ソーラー・オービター」が紫外線で捉えた記録的な超巨大プロミネンス(Credit:Solar Orbiter, EUI Team, ESA & NASA; h/t: Bum-Suk Yeom)】

太陽から飛び出した超巨大な紅いループ! 太陽にいったい何が起こったのでしょうか?

この画像は、2022年3月2日付けのNASA(SCIENCE)とAPOD(Astronomy Picture of the Day)で紹介された、目を疑うような超巨大なプロミネンスなのです!

先月、太陽観測衛星「ソーラー・オービター」が紫外線で捉えた画像で、これまで撮影された中で最大のプロミネンスとのこと。太陽の直径に匹敵するほどの大きさであることがわかります。

プロミネンスは日本語で「紅炎」とも呼ばれ、太陽の磁場によって太陽表面上に保持されている高温のガスの雲のことです。

プロミネンスは予測不可能な爆発を起こし、コロナ質量放出(Coronal Mass Ejection :CME)を通して高温のガスを太陽系に放出することがあります。CMEが地球の磁気圏に到達すると、明るいオーロラを発生させることもあります。いわゆる「宇宙天気」にも影響を及ぼすのです。

今回のプロミネンスもCMEを発生させましたが、地球方向とは異なっていたということです。

プロミネンスが太陽の磁場の変化と関係があるのは確かですが、プロミネンスを生み出し、維持するエネルギーのメカニズムは未だ研究中とのこと。

太陽は最も身近な恒星と言われますが、まだまだ解明すべき謎に満ちているようです


Image Credit: Solar Orbiter, EUI Team, ESA & NASA; h/t: Bum-Suk Yeom

2022-03-06
Soraeより

太陽表面の乱流運動

Posted by moonrainbow on 08.2022 太陽   0 comments   0 trackback
太陽表面の乱流運動を深層学習でとらえる

今回の研究の概念図
今回の研究の概念図。観測できる鉛直方向の運動と表面温度から、観測が難しい水平方向の運動をニューラルネットワークで高速に推定する。画像クリックで拡大表示(提供:国立天文台)

太陽表面で対流するプラズマの速度を3次元的にとらえるうえで観測が難しい水平方向の運動を、深層学習によって観測可能な要素から補完する手法が開発された

太陽のような恒星の表面では、熱は物質の対流によって内側から外へと運ばれている。高温な恒星ではガスは電気を帯びたプラズマになっており、その流れは磁場に作用することで大気上層のコロナを加熱する役割も担う。そうしたプラズマの流れは激しく乱れた「乱流」の状態であり、場所ごとに異なる速度で3次元的に運動している。

乱流のメカニズムを知る上で、こうしたプラズマの3次元的な速度分布を測定することが必要とされている。このとき、私たちの視線に沿った鉛直方向の速度は、プラズマがこちらに近づいていれば波長が短くなり遠ざかっていれば伸びるドップラー効果を利用して計測できる。しかし、水平方向の運動を直接測定する手段はなかった。撮影した表面画像の変化からは、対流が作る直径約1000kmの模様である粒状斑よりも大きなスケールでの運動しか推定できない。

総合研究大学院大学・国立天文台の石川遼太郎さんたちの研究チームは、深層学習(ディープラーニング)の技術で乱流運動を推定する新たな手法を開発した。この手法を使えば、観測可能な鉛直方向の運動および表面温度を元に、水平方向の運動を推定できるようになり、プラズマの乱流を3次元で把握可能となるという。

石川さんたちは太陽の熱対流を模した3種類の数値シミュレーションから多様な乱流データを生成し、このデータを現在画像認識で幅広く使われている技術である「畳み込みニューラルネットワーク」を通して深層学習を行った。これにより、観測可能な情報から水平方向の運動を高速で推定できるようになった。

さらに、対象とする空間の大きさによって速度の推定精度がどのように変わるかを分析する手法も開発した。空間スケールが小さいほど、推定精度も低くなる傾向にあるが、その要因が、典型的な対流のサイズよりも小さな乱流の構造にあることも突き止められた。今後はこれを手がかりに、手法を改良することが期待される


数値シミュレーション
推定された水平運動と空間スケールごとの推定精度
(左)数値シミュレーションによる本来の水平運動、(中)深層学習によって推定された水平運動。明るい部分は画面上方向、暗い部分は下方向の流れを示す。(右)空間スケールごとの推定精度。特徴が異なる3種の乱流で精度を調べた

2022年3月3日
AstroArtsより

宇宙天気

Posted by moonrainbow on 13.2022 太陽   0 comments   0 trackback
宇宙天気により注目度アップ?太陽プロミネンス

太陽プロミネンス
【▲SOHO衛星が観測した太陽プロミネンス(Credit: NASA, ESA, SOHO-EIT Consortium)】

ります。一般の人が注意するような規模のものは少ないですが、最近はテレビのニュースでも取り上げられるなど注目を集「宇宙天気」という言葉をご存じでしょうか。太陽で起こった現象によって地球が影響を受けるもので、過去には海外で停電が起きたこともあめています

地球に影響をおよぼす太陽の現象としては「太陽フレア」が有名です。しかし、気をつけなければいけないのはフレアだけではありません。その1つが「プロミネンス」で、画像では右上でアーチ状に大きく飛び出している、ガスのかたまりです。

この画像自体は古く、欧州宇宙機関(ESA)とNASAの観測衛星「SOHO」が1999年に観測したものです。SOHOの観測装置「EIT」はヘリウムからの光をとらえており、その温度は約6万度。プロミネンスは炎のような見た目をしていますが、実は画像の中でも暗いところほど温度が低く、太陽のコロナ(100万度以上)に比べるとむしろ「冷たい」ガスとも言うことができます。このプロミネンスの大きさは、太陽の直径が地球を約109個並べたくらいであることから考えると地球20~30個ほどになるでしょうか。

プロミネンスはこのようにアーチ状になったり、太陽の上で浮かんでいるように見えたりすることがあります。その理由は、太陽にある磁場がガスをとらえているためと言われています。プロミネンスは太陽から飛び出すことがあり(プロミネンス噴出)、その向きなどによって地球に影響をおよぼす可能性があります。画像のようなプロミネンスは迫力がありますが、宇宙天気としても注目すべき現象なのです。

プロミネンスは皆既日食の際、太陽のまわりで赤い炎のように見えるそうです。太陽はこれから活動が活発な時期になっていくと言われています。宇宙天気としては注意が必要ですが、天体観測の1つとして、もし機会があればチェックしてみてはいかがでしょうか


Image Credit: NASA, ESA, SOHO-EIT Consortium

2022-02-08
Soraeより

太陽コロナの内側から見た景色

Posted by moonrainbow on 20.2022 太陽   0 comments   0 trackback
史上初めて到達したNASA探査機が撮影

Parker Solar Probe Encounters Streamers on the Way to the Sun


【▲ 2021年8月の第9回フライバイ時に「パーカー・ソーラー・プローブ」が撮影した太陽コロナのストリーマー(流線)】
(Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory)

こちらは、アメリカ航空宇宙局(NASA)の太陽探査機「パーカー・ソーラー・プローブ」が連続撮影した画像をもとに作成された動画です。パーカー・ソーラー・プローブは2021年4月に実施された第8回フライバイでアルヴェーン臨界面(太陽の上層大気であるコロナと太陽風の境界)を超え、太陽表面から約1040万km(太陽半径の約15倍)まで接近しており、人類史上初めて太陽コロナに到達した探査機となりました

動画には左から右へと流れるような幾つもの明るい構造が捉えられています。パーカー・ソーラー・プローブを開発したジョンズ・ホプキンス応用物理学研究所によると、これらは「ストリーマー(流線)」と呼ばれる太陽コロナの構造で、皆既日食時には地球からも見ることができますが、コロナの内部に到達したパーカー・ソーラー・プローブはその近くを通過しながら撮影したことになります

パーカー・ソーラー・プローブが撮影
【▲ 2021年8月の第9回フライバイ時にパーカー・ソーラー・プローブが撮影した画像の1つ(Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory)】

動画に使われている画像は、パーカー・ソーラー・プローブに搭載されている広視野カメラ「WISPR」によって、2021年8月に実施された第9回フライバイ時に撮影されました。パーカー・ソーラー・プローブはこの時も前回の第8回フライバイと同じ距離まで太陽に接近しており、WISPRは最接近前後の様子を撮影し続けました。WISPRは撮影方向と範囲が異なる2つのカメラで構成されているため、動画では各カメラの画像が合成された上で用いられています。

なお、パーカー・ソーラー・プローブは金星の重力を利用した軌道変更(スイングバイ)を繰り返し、徐々に太陽へと接近していきます。2021年11月の第10回フライバイ時には太陽表面から約850万km(太陽半径の約12倍)まで近づいており、最終的には太陽表面から約616万km(太陽半径の8.86倍)まで接近して観測を行う予定です


地球から撮影された太陽コロナの例
【▲ 地球から撮影された太陽コロナの例。2017年8月の皆既日食時にオレゴン州で撮影されたもの(Credit: NASA/Aubrey Gemignani)】

Image Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory

2022-01-15
Soraeより

太陽探査機パーカー・ソーラー・プローブ(Parker Solar Probe)

Posted by moonrainbow on 16.2022 太陽   0 comments   0 trackback
人類史上初「太陽の大気」に突入! NASA探査機「パーカー・ソーラー・プローブ」

太陽探査機パーカー・ソーラー・プローブ
【▲太陽に接近するNASAの太陽探査機パーカー・ソーラー・プローブのイメージ図(Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)】

NASAは2021年12月15日、NASAの太陽探査機パーカー・ソーラー・プローブ(Parker Solar Probe)が、2021年4月28日、8回目のフライバイにおいて、人類史上初めて太陽の上層大気、いわゆるコロナに突入したことを確認したと発表しました。パーカー・ソーラー・プローブは、2018年に打ち上げられ、太陽の磁場の構造やコロナと太陽風の加速の関係などの調査を目的としています

太陽の大気の上層部はコロナと呼ばれています。その温度は100万℃以上にも達します。

このコロナは太陽の重力と磁場によって保持されています。そのため、太陽からある程度離れると、太陽の重力と磁場が弱まり、高温による圧力のために、宇宙空間に流出し始めます。こうしてコロナから流出する高温のプラズマ流が太陽風です。そのスピードは400〜800km/sにも達します。

そして、このようなコロナと太陽風の境界をアルヴェーン臨界面(the Alfvén critical surface)といいます。この境界面の内側がコロナということになります。

2021年4月28日、8回目のフライバイの最中、太陽の表面から18.8太陽半径の距離のところで、パーカー・ソーラー・プローブが、コロナに特徴的な磁場と粒子の状態を観測しました。例えば、コロナでは、磁場が粒子の動きを支配できるほどに強くなります。そして、これによって、パーカー・ソーラー・プローブが、人類史上初めて、アルヴェーン臨界面を超えて、コロナに突入したことが確認されました。

そして、面白いことに、このフライバイの最中に、パーカー・ソーラー・プローブは何度かコロナに入ったり出たりしました。これによって、アルヴェーン臨界面は、干し柿のようにシワシワで、凹凸があることが解りました。

このようなパーカー・ソーラー・プローブによる人類史上初めてのコロナへの突入は数時間に渡って続きました


太陽探査計画のとても解りやすいまとめ
【▲パーカー・ソーラー・プローブによる太陽探査計画のとても解りやすいまとめ(Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/Mary P. Hrybyk-Keith)】

これから、パーカー・ソーラー・プローブは、8.86太陽半径の距離までジワジワと太陽に接近しつつ、フライバイを繰り返します。

研究チームを率いたジャスティン・カスパーさんは「(これから観測する)コロナは太陽におけるあらゆる種類の物理現象が潜在的に発生するとても重要な場所です」とコメントしています


Image Credit: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben/NASA's Goddard Space Flight Center/Mary P. Hrybyk-Keith

2022-01-11
Soraeより
 

プロフィール

moonrainbow

Author:moonrainbow
昔、"地球の旅人"の頃




服と鞄と雑貨の販売をしています

カテゴリ

カレンダー

01 | 2024/02 | 03
- - - - 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 - -

ブロとも申請フォーム

QRコード

QRコード