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National Institutes of Natural Sciences

太陽観測衛星『ひので』(SOLAR-B)が観測した巨大フレア

自然科学研究機構 国立天文台
宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部
米国航空宇宙局
英国素粒子物理学・天文学研究会議

概要

 2006年9月23日に打ち上げられた太陽観測衛星「ひので」は、現在、搭載の3機器(可視光・磁場望遠鏡、X線望遠鏡、極端紫外線撮像分光装置)とも、順調に初期観測を継続している。

 「ひので」衛星は、2006年12月11日より活動領域NOAA10930の試験観測を継続していたが、世界標準時12月13日2時ごろ(日本時間では同日11時ごろ)に同領域で発生した巨大フレアの観測に成功した。このフレアは、太陽活動の最も低い時期(太陽活動極小期)に発生したフレアとしては最大級であった。

 観測データの品質は極めて良好で、X線望遠鏡は、超高温プラズマの 巨大磁気ループやフレアに起因する波動現象をとらえることに成功した。 可視光・磁場望遠鏡では、2つの黒点の衝突相互作用により、磁場が捻じ曲げられ 変形する様子、X線ループの足元が、黒点を踏み潰すかのごとく進入していく様子 を極めて鮮明にとらえている。また、極端紫外線撮像分光装置は、 超音速の噴出物を観測した。この発表では、ムービーを公開することにより、 この巨大な爆発現象の多様かつダイナミックな姿を明らかにする。

 このように「ひので」の3望遠鏡により、フレアのエネルギー源である磁場とそれが高温プラズマや超音速流を生み出す現場を、同時にかつこのような高い解像度で観測したのは世界で初めてであり、磁場のエネルギーがどのようにコロナに蓄えられ解放されるのかについて、現在「ひので」観測チーム内に検討グループを作り、データ解析を行っている。 

 なおこの巨大フレアは、大磁気嵐を起こし、オホーツク海上空のオーロラ現象に伴う現象が北海道でも観測されるなど地球環境へも大きな影響を及ぼした。「ひので」による太陽活動の基礎研究により、今後、宇宙天気予報や気候への影響の研究が進展すると期待されている。

公開するムービー

 今回の発表では以下の3本のムービーを公開する。また、 その他の静止画はムービーから切り出したものである。
(全ての画像、映像について元データは白黒であり、カラーは 見やすくするために着色したものである)

  • 高温磁気ループの形成の様子を示すムービー(X線望遠鏡):
    フレア前に強く捻られたようなループ構造が、フレア発生後に緩やかな ループ構造へと変化する様子が鮮明に映し出されており、 蓄えられていた磁場のエネルギーが解放される様子が分かる。 またフレアの後半にはろうそくの炎のような「カスプ型」構造が見られ、 磁気リコネクションが発生していることを明瞭に示している。
    (視野サイズは 512秒x512秒角、約37万km x 37万km)

    解説画像
    フレア前 フレア発生後

    白黒版静止画

    02:06:18 フレア直前 02:40:18 05:15:07 フレア直後

    カラー版静止画

    02:06:18 フレア直前 02:40:18 05:15:07 フレア直後

    ムービー

  • カルシウム線によるフレアリボンの成長を示すムービー(可視光・磁場望遠鏡):
    「フレアリボン」と呼ばれる、明るく細長い2筋の領域が フレアの進行と伴に成長し、磁場強度の強い黒点内部にまで侵入する様子や、 リボンをつなぐ細いループ構造が鮮明に見て取れる。
    (視野サイズは 216秒x108秒角、15万8千km x 7万9千km)

    解説画像

    静止画(白黒): 2:40:39(UT)

    静止画(カラー): 2:40:39(UT)

    ムービー

    参考画像.. X線望遠鏡と可視光・磁場望遠鏡の視野の比較
    X線望遠鏡画像に可視光・磁場望遠鏡の視野を枠で書き込んである。

  • 精緻な光球磁場画像による黒点の成長のムービー(可視光・磁場望遠鏡):
    フレアを生じた領域の、精緻な磁場ベクトルの観測画像ムービー。 2つの黒点が衝突することにより、磁場が捻じ曲げられ変形する様子が、 はっきりと見て取れる。
    左はGバンド(430.5nm)画像、右は鉄吸収線(630.2nm)でのスペクトル観測から 作成した視線方向磁場画像に水平方向の磁場の矢印を重ねたもの。視線方向 磁場画像はN極を白で、S極を黒で表している。
    静止画(白黒)
    フレア直前
    フレア直後
    ムービー(白黒)

太陽フレアとは

 太陽フレアは、太陽系内最大の爆発現象である。太陽フレアが発生すると、 エックス線(X線)・ガンマ線から紫外線や可視光線、電波にいたるまでの さまざまな波長域で増光が見られる。また、フレアに伴い莫大なプラズマが 惑星間空間に放出されることがある。

 太陽フレアは磁場のエネルギーが 解放されていると考えられており、そのエネルギー解放機構として、 磁力線の再結合(磁気リコネクション)説が有力である。しかし、 磁場のエネルギーがどのようにコロナに蓄えられ、またどのように 解放されるのかはまだ良く分かっていない。その解明のためには、 高空間分解能で精密な磁場観測、太陽大気の低層(彩層)から上層(コロナ) にいたるまでの連携観測が必要であり、「ひので」衛星が担う研究課題の 一つとなっている。

 また太陽フレアにより磁気嵐やオーロラ現象が発生したり、 地球近傍の衛星や無線通信に悪影響を与えることがしばしばあり、 地球磁気圏外では、放射線や高エネルギー粒子が宇宙飛行士の致死量を 超えることもある。このため、太陽フレアの発生や地球への影響を 予報する「宇宙天気予報」が近年注目されるようになってきており、 その実現のためにも 太陽フレアのエネルギー蓄積・解放機構の解明が極めて重要である。

参考資料

本発表の解説資料(pdf:1219kB)

アメリカ航空宇宙局(NASA) が2007年3月21日(現地時間)に プレスリリースを行いました。このリリース文の日本語訳と原文を こちらに 置きました。

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国立天文台SOLAR-B推進室 2007.3.21