国立天文台を含む日米欧国際研究チームは、太陽観測衛星「ひので」に搭載された可視光・磁場望遠鏡を用い、これまで困難だった太陽極域の磁場の観測を行いました。その結果、太陽の極域には黒点並みの1000ガウスを超える強い磁場が存在することを発見しました。
黒点の磁場は、太陽の北極域と南極域を貫く弱い磁場が太陽内部のダイナモ機構で増幅されたものが源になっていると考えられていますが、その詳細はよく分かっていません。また、極域は、地磁気擾乱 (じょうらん) などを引き起こす高速太陽風の源でもありますが、その加速機構も明らかにはなっていません。こういったことから、極域の詳細な磁場の観測は極めて重要と考えられて きました。
しかし、太陽の極域は地球方向からは斜めに見ることになるため、表面の様子が非常に観測しにくい場所となり、解像度の低い観測しかできませんでした。
太陽観測衛星「ひので」は、極めて高い解像度を持つ可視光・磁場望遠鏡を用いて、これまでにない鮮明な極域の磁場画像の取得に世界で初めて成功しました。その結果、これまで数ガウスの弱い広がった磁場があるとされてきた極域に、黒点並みの1000ガウスを超える強さの斑点 (はんてん) 状の磁場 (磁場斑点) が存在することを発見したのです。
今回発見された磁場斑点は、黒点に比べると、大きさが小さく (4000キロメートル弱)、かつ寿命が短く (10時間程度)、形状が不規則で、太陽の極域全域に存在するという特徴があります。また、通常黒点は相反する極性を持つのに対し、すべてが同じ極性を持つという著しい性質を持っています。
今回の発見は、これまでの太陽極域の磁場についての概念の変更を迫る、極めて重要なものです。極域における強い磁場の存在は、ダイナモ理論の矛盾の一つを解決する可能性を持ち、黒点形成の謎の解明に道を開くものです。また、今回の結果は、このような磁場斑点を通して、アルベン波により太陽風が高速に加速されていることを強く示唆します。
さらに、「ひので」に搭載されたX線望遠鏡によるこれまでの観測から、ジェット現象など極域に予想外の活動が見られることが分かっていましたが、今回の発見された強い磁場斑点は、これらの活動現象にも関与している可能性が考えられます。
太陽の極域の観測は、今後の太陽活動を予測する上でも極めて重要です。今まで予想以上に低かった太陽活動が上昇の兆しを見せる中、今後の「ひので」による継続的な精密観測により、太陽活動周期や太陽の地球環境への影響の理解が進むことが期待されます。
これらの一連の研究は、国立天文台の下条圭美 (しもじょう ますみ) 助教、常田佐久 (つねた さく) 教授らよりなる、日米欧国際研究チームによって行われました。
また、これらの研究成果は、米国の天体物理学専門誌「アストロフィジカルジャーナル」の2008年12月1日号と2009年11月20日号に掲載されました。
2010年3月15日 国立天文台・広報室