5分間の旅で、空飛ぶ望遠鏡が太陽大気の謎を解明

非常に暑いとき、人々は「太陽の表面みたいだ」と冗談を言うのが好きです。しかし、そんなことは言ってはいけません。太陽の大気のようで、太陽の大気はもっと暑いのです。太陽コロナの温度は華氏200万度から400万度で、表面から離れるほど熱くなります。この奇妙な事実は科学者を何十年も悩ませてきましたが、今や科学者たちは答えを見つけました。すべては、地球の大気圏をほんの数分間超えた小さな望遠鏡のおかげです。

NASA の高解像度コロナイメージャー (Hi-C) は、昨年夏の短い旅の間に、太陽コロナのこれまでで最も高解像度の画像を撮影しました。Hi-C は、実験に使用されるタイプの観測ロケットに乗って地球の大気圏に高くまで上昇し、その後、回収のためにパラシュートで地球に帰還しました。これは衛星の打ち上げよりもはるかに安価で、ミッション全体の費用はわずか 500 万ドルでした。ただし、新しい技術の進歩がなかったわけではありません。Hi-C の 9.5 インチのミラーは、ミッションの主任研究者である太陽物理学者ジョナサン サーティンの言葉を借りれば、「太陽天体物理学のためにこれまでに製造された中で最も精巧なガラス」です。

重さ464ポンド、長さ6フィートのHi-Cは、7月に観測ロケットで10分間飛行した。5分間のデータ収集でコロナ圏の画像165枚を撮影した。磁気再結合と呼ばれる強力な力の証拠を発見した。磁気再結合はコロナに膨大な量のエネルギーを送り込み、コロナを加熱する。

私たちの恒星は磁場によって動かされています。SDO やその他の太陽観測衛星の画像に映る円弧状のループは、これらの磁場によって生じたものです。プラズマは磁場に沿って流れ、磁場を照らします。Hi-C の画像では、これらの磁場がロープのようにしっかりと絡み合っている様子が示されています。磁場が緩んでまっすぐになると、エネルギーが放出され、温度が華氏 700 万度まで上昇します。

Hi-C がこれほど効果的だったのは、この動きを超微細に観察できたからだ。この研究結果を発表した研究者の何人かが所属するハーバード・スミソニアン天体物理学センターは、Hi-C の望遠鏡の解像度はわずか 0.2 秒角だったと説明している。1 秒角は空の一部の大きさを表す単位であり、非常に小さい。1 秒角のわずか 2/10 は、10 マイル離れたところから 10 セント硬貨を見るのとほぼ同じ大きさだ。つまり、天文学者は太陽の表面のわずか 100 マイルの範囲を見ることができたのだ (太陽の直径は 865,000 マイル)。

Hi-C の論文は今週Nature 誌に掲載されるが、天文学者たちはまださらに多くのデータを分析している。CfA の天文学者レオン・ゴルブ氏によると、最終的には Hi-C と同じように太陽を観測する衛星を建造したいと考えている。「たった 5 分で非常に多くのことを学びました。この望遠鏡で 24 時間 365 日太陽を観測すれば、どんなことがわかるか想像してみてください」とゴルブ氏は語った。