日本新闻: 太陽コロナにおけるプラズマ降雨現象の謎、元素組成変動による急速冷却機構を解明

太陽たいよう表面ひょうめんで観測かんそくされる「雨あめ」とは、水みずではなくプラズマが降下こうかする現象げんしょうを指さす。この現象げんしょうに関かんして、長年ながねん天文学者てんもんがくしゃたちを悩なやませてきた「なぜ太陽たいようの雨あめが極きわめて速はやく形成けいせいされるのか」という難問なんもんが、ついにハワイ大学だいがくの研究けんきゅうチームによって解明かいめいされた。太陽たいようの外層がいそうであるコロナ領域りょういきは数すう百万ひゃくまん度どに達たっする高温こうおん環境かんきょうでありながら、冷却れいきゃくされたプラズマが浮上ふじょうし、再ふたたび太陽たいよう表面ひょうめんへと降下こうかする様子ようすは、まさに「プラズマの雨あめ」と呼よぶにふさわしいものである。しかし、その形成けいせい速度そくどの速はやさについては、従来じゅうらいの理論りろんでは十分じゅうぶんに説明せつめいできなかった。

今回こんかい『The Astrophysical Journal』に発表はっぴょうされた研究けんきゅうによれば、従来じゅうらいの太陽たいようモデルがコロナ中ちゅうの元素げんそ組成そせいを一定いっていと仮定かていしていたのに対たいし、実際じっさいにはコロナ内ないで元素げんその割合わりあいが時間じかんとともに変化へんかしていることが判明はんめいした。そのため、放射ほうしゃ冷却れいきゃくの効率こうりつが元素げんその種類しゅるいによって大おおきく左右さゆうされ、これがプラズマの急速きゅうそくな冷却れいきゃくと「雨粒あまつぶ」の形成けいせいに直結ちょっけつしているという。

ハワイ大学だいがくの研究けんきゅうグループは、既存きそんのプラズマシミュレーションツール「HYDRAD」を改良かいりょうし、鉄てつ・ケイ素そ・マグネシウムなど低てい電離でんりポテンシャル（FIP）元素げんその動態どうたいを新あらたに反映はんえいさせた。その結果けっか、プラズマがコロナの磁力じりょくループを上昇じょうしょうする過程かていで元素げんそ組成そせいが変動へんどうし、ループ頂上ちょうじょう付近ふきんで放射ほうしゃが急増きゅうぞう、急速きゅうそくな冷却れいきゃくと凝縮ぎょうしゅくが生しょうじることが明あきらかとなった。こうして形成けいせいされたプラズマの塊かたまりが、再ふたたび太陽たいよう表面ひょうめんへと降下こうかする、すなわち「太陽たいようの雨あめ」の実体じったいである。

さらに、日本にほんの「ひので（Hinode）」衛星えいせいによる観測かんそくデータもこの新あたらしいモデルの妥当性だとうせいを裏付うらづけており、実際じっさいの降雨こううプラズマの組成そせいが太陽たいよう表面ひょうめんに近ちかいことが確認かくにんされた。筆頭ひっとう著者ちょしゃのルーク・ベナヴィッツ氏しは「鉄てつのような元素げんその変動へんどうをモデルに組くみ込こんだことで、ようやく観測かんそく結果けっかと理論りろんが一致いっちし、非常ひじょうに興奮こうふんしている」と語かたる。共同きょうどう研究者けんきゅうしゃのジェフリー・リープ氏しも「このプロセスの理解りかいは、太陽たいよう大気たいきにおけるエネルギー流動りゅうどうそのものの再評価さいひょうかを迫せまるものだ」と指摘してきした。

このように、太陽たいようコロナで観測かんそくされるプラズマ降雨こうう現象げんしょうは、元素げんそ組成そせいの変動へんどうとそれに伴ともう放射ほうしゃ冷却れいきゃくの効率こうりつ変化へんかによって説明せつめいできることが明あきらかとなった。すなわち、太陽たいようにおける「雨あめ」の謎なぞは、科学的かがくてきに解明かいめいされたと言いえるのである。

太陽たいようコロナコロナにおけるプラズマ降雨こうう現象げんしょうの謎なぞ、元素げんそ組成そせい変動へんどうによる急速きゅうそく冷却れいきゃく機構きこうを解明かいめい

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