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太陽は穏やかな恒星か?

Posted by moonrainbow on 10.2020 太陽   0 comments   0 trackback
たまたま静けさを保っている期間の可能性

太陽
NASAの太陽観測衛星「ソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリー(SDO)」によって撮影された太陽(Credit: NASA/SDO)

人類にとって最も身近な恒星である太陽は、長年記録されている黒点の観測結果をはじめ、樹木の年輪や氷床コアに残された放射性同位体を分析することによって、過去1万年近くに渡る活動の歴史を探ることができます。今回、太陽に似た300個以上の恒星の明るさの変動を分析した結果、太陽の明るさが他の星々ほど変動していない様子が明らかになったとする研究成果が発表されています

■太陽の明るさの変動幅はよく似た恒星と比べて5分の1に留まる

Timo Reinhold氏(マックス・プランク太陽系研究所(MPS)、ドイツ)らの研究チームは、表面温度、年齢、重元素(水素やヘリウムよりも重い元素)の比率、自転周期などが太陽に近い恒星を複数ピックアップして太陽と比較することで、人類が知る太陽の活動レベルについての理解を深めようと試みました。

NASAの宇宙望遠鏡「ケプラー」によって観測された太陽に似た恒星369個における2009年から2013年までの明るさの変動を分析した結果、同時期の太陽の平均的な明るさの変動幅が約0.07パーセントだったのに対し、これらの恒星の明るさは太陽の5倍も大きく変動していたことが判明したといいます。研究に参加したAlexander Shapiro氏(MPS)は「太陽に似た星々が太陽よりもずっと活動的であることに驚きました」と振り返ります。

研究チームでは、太陽は同種の恒星と比べて穏やかな性質を持つ可能性があるものの、人類が知り得る1万年という期間はおよそ46億年前に誕生したとされる太陽の歴史に対して短く、現在の太陽はたまたま静けさを保っている期間にあたる可能性を指摘。Shapiro氏は「太陽も本質的にはこのような活動ができるということを、これらの星々は示しているとも考えられます」と語っています。

なお、太陽には似ているものの自転周期が判明していない2500個以上の恒星についても明るさの変動を分析したところ、自転周期が判明している恒星ほどの変動幅は確認されなかったといいます。研究チームでは、自転周期が判明している恒星と判明していない恒星のあいだに何らかの違いが存在する可能性にも言及しています


太陽(上)と太陽に似た恒星「KIC 7849521」
太陽(上)と太陽に似た恒星「KIC 7849521」(下)の明るさの変動を示したグラフ(Credit: MPS / hormesdesign.de)

Image Credit: NASA/SDO

2020-05-05
Soraeより

太陽のフィラメント

Posted by moonrainbow on 27.2019 太陽   0 comments   0 trackback
太陽のフィラメント噴出と宇宙天気予報(NASA)

フィラメント噴出

画像は太陽観測衛星「Solar Dynamics Observatory(SDO)」が捉えた「フィラメント噴出」という現象です。フィラメントは太陽表面の上で磁場に支えられて浮かぶガスの塊で、「プロミネンス」と同じものです。地球から見て太陽面上にある場合は、周囲より低温であることから暗く見えて「フィラメント」と呼ばれ、皆既日食などの際に太陽の輪郭線付近に見える場合は、暗い宇宙を背景にするため明るく見え「プロミネンス」と呼ばれます

2012年の中頃、数日間に渡って浮かんでいたフィラメントが突如として宇宙に放出されました。SDOの観測によると噴出したフィラメントはプラズマの塊・流れとして太陽系の中に広がっていき(「コロナ質量放出」と呼びます)、そのうちの一部は3日後に地球に到達しました。地球にやってきたプラズマは地球の磁気圏に衝突し、オーロラを作り出す原因になりました。なお、画像上部には磁力線に沿ってループ状の構造を作り出すプラズマが見えており、太陽の「活動領域」となっています。

現在の太陽は11年周期の活動サイクルの中で比較的穏やかな時期にありますが、予期せず「コロナホール」と呼ばれる低密度の領域がコロナ(太陽の最も外側の大気)にでき、多くのプラズマが宇宙空間に放出されたこともあります。オーロラは美しい現象ですが、コロナ質量放出は変電所や宇宙飛行士へ悪影響をもたらす可能性もあるため、これを予測するための「宇宙天気予報」の観点でもフィラメントは重要な研究対象になっています


Image Credit: NASA’s GSFC, SDO AIA Team

2019-12-19
Soraeより

太陽でも起こりうるスーパーフレア(Superflares)

Posted by moonrainbow on 18.2019 太陽   0 comments   0 trackback
壊滅的影響を及ぼす現象は「いつ」起こるのか?

太陽フレア

太陽で発生した非常に強力な太陽フレアが地球に到達。通信は途絶し、電力網も寸断され、文明社会に大混乱がもたらされる……。まるでパニック映画のようですが、これは実際に起こり得るストーリーです

コロラド大学ボルダー校に所属する野津湧太氏らの研究チームは、これまで若い恒星で発生すると考えられてきた大規模なフレア現象「スーパーフレア」が、年齢を重ねて活動が落ち着いている太陽のような恒星においても起こり得るという研究結果を発表しました。

太陽では、黒点の周辺において太陽フレアという爆発現象が起こることがあります。大規模なフレアは、太陽から大量のプラズマが放出される「コロナ質量放出」という現象をともなうこともあります。フレアは太陽だけではなく、ほかの恒星でも発生している普遍的な現象です

ところが、NASAの宇宙望遠鏡「ケプラー」のデータから、これまで地球で観測されたフレアの数百倍から数千倍もの強さを持つスーパーフレアの存在が確認されました。今まで観測例がないわけですから、それが太陽でも起こり得るのか、起こるとしたらどれくらいの頻度で発生するのかは、全くの未知数です

そこで野津氏らの研究チームは、欧州宇宙機関(ESA)の宇宙望遠鏡「ガイア」やアメリカの「アパッチポイント天文台」による観測データを使い、太陽によく似た43個の恒星で発生したスーパーフレアの情報を統計的に分析。若くて活発な恒星では毎週のように発生しているスーパーフレアが、太陽のような恒星でも数千年に一度というまれな確率ながらも起こり得ることを突き止めました

太陽フレアやコロナ質量放出は地球におけるオーロラや磁気嵐などの原因となりますが、強力な場合は通信や電力、人工衛星などに影響を及ぼすことがあります

たとえば1989年3月には、コロナ質量放出によってカナダで大規模な停電が発生しました。1859年9月に発生した太陽フレアは欧米の電信網に大きな影響を与えており、当時黒点を観測していた天文学者にちなんでキャリントン・イベントとも呼ばれています。このときは日本を含む比較的低緯度の地域でもオーロラが観測されています

情報化が進み、人工衛星も活用する現代社会において、これまで観測された規模の何百倍、何千倍も強力なスーパーフレアがもしも発生したら……。映画のように地球の生命の存続に関わるほどの事態には至らないとしても、人類の文明社会が混乱することは間違いありません

「スーパーフレアはめずらしい現象であることがわかりましたが、今後100年以内に起こる可能性もあります」とコメントする野津氏。太陽におけるスーパーフレアはまれですが、いつ発生してもおかしくはないのです。発生する仕組みがまだ完全には解明されていないこともあり、太陽フレアについての研究は今後も重要なテーマと言えそうです

Image credit: NASA, ESA and D. Player

2019/6/12
Soraeより

太陽は約50億年後、暗い惑星状星雲になる

Posted by moonrainbow on 19.2018 太陽   0 comments   0 trackback
50億年後に太陽が死ぬと何が起こるのか?

惑星状星雲「Abell 39」
惑星状星雲「Abell 39」。ヘルクレス座の方向7000光年の距離に位置し、直径は約5光年、殻の部分の厚さは約3分の1光年(提供:WIYN/NOAO/NSF)

約50億年後に太陽が寿命の終わりを迎えると何が起こるのかは、これまではっきりとは明らかになっていなかったですが、どうやら暗い惑星状星雲が形成されるらしいことが最新の研究から示されました

質量が太陽の数倍程度以下の恒星は、一生の最終段階でガスや塵の外層を放出します。その外層部分が、あとに残った高温の中心核に照らされて輝いて見えるのが惑星状星雲です。惑星状星雲のなかには数千万光年彼方にあっても見えるほど明るいものもありますが、これは惑星状星雲になる前の恒星であれば暗すぎて見えないほど遠い距離です

太陽も、あと約50億年ほどすると一生を終えるとみられています。その最終段階がどうなるかははっきりとはわかっていないのですが、太陽は軽すぎるため、見ることができるほど明るい惑星状星雲にはならないと考えられてきました

ポーランド・ニコラウス・コペルニクス大学のKrzysztof Gesickiさんと英・ジョドレルバンク天文台のAlbert Zijlstraさんたちの研究チームは、恒星のライフサイクルを予測するモデルを新たに開発し、異なる質量や年齢の恒星から放出された外層の明るさを推測する研究を行いました

このモデルによると、外層を放出した後の星は従来のモデルに比べて3倍も速く温度が上昇します。その結果、太陽のような低質量でも、これまで考えられてきたよりもはるかに容易に明るい惑星状星雲が形成できることが示されました。研究チームの計算によると、太陽の質量は、暗いながらも見ることができる惑星状星雲を作り出す下限近くであり、太陽よりも数パーセント軽い星では、惑星状星雲は見えなくなります

今回のモデルは、約25年前に発見された観測事実の説明にもつながります。観測から、様々な銀河に存在する惑星状星雲のうち最も明るいものの本来の明るさはどれも同じであることが知られています。これは、太陽のような低質量星からも明るい惑星状星雲が作られうることを示していますが、従来のモデルによる理論では、太陽の2倍程度より軽い星から作られる惑星状星雲は暗すぎて見えないと考えられていました。この矛盾が、今回の新しいモデルで解決できたのです

「観測が非常に難しい遠方銀河内の数十億歳の星の存在を調べる方法が見つかっただけでなく、太陽が死ぬと何が起こるのかという疑問の答えも見つけることができました。素晴らしい研究成果です」(Zijlstraさん)

2018年5月14日
AstroArtsより

極紫外線で捉えた太陽の様子

Posted by moonrainbow on 15.2018 太陽   0 comments   0 trackback
太陽から吹き出す磁力線

極紫外線で捉えた太陽
 
可視光では光球にしか見えない太陽ですが、視点を変えると全く別の顔を覗かせてくれます。上の画像は、極紫外線で捉えた太陽の様子です
 
2018年4月24日〜26日に撮影されたこの画像では、太陽表面から吹き出す磁力線の様子が詳細に観察できます
 
なお、太陽の磁力線の活動はこちらのURLの動画で閲覧することもできます
 
Image Credit: NASA/GSFC/Solar Dynamics Observatory

2018/05/10
Soraeより
 

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