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今まで見たことがない太陽

2022-05-19 19:24:56 | 恒星
Solar Orbiter’s highest resolution image ever of the Sun’s south pole
今まで見たことがない太陽
2022年5月18日
ESA/科学と探査/宇宙科学/ソーラーオービター
強力なフレア、太陽の極を横切る息を呑むような景色、そして好奇心旺盛な太陽の「ハリネズミ」は、太陽への最初の接近からソーラーオービターによって返された壮大な画像、映画、データの中にあります。新しいデータセットの分析はまだ始まったばかりですが、ESA主導のミッションが、太陽の磁気的振る舞いとこれが宇宙天気を形作る方法について最も驚くべき洞察を提供していることはすでに明らかです。


近日点として知られるソーラーオービターの太陽への最も近い接近は、3月26日に行われました。宇宙船は水星の軌道の内側にあり、太陽から地球までの距離は約3分の1で、その熱シールドは約500°Cに達していました。しかし、宇宙船を安全に機能させるための革新的な技術でその熱を放散しました。


Zooming into the Sun at perihelion
近日点で太陽にズームインする
ビデオにアクセスする
ソーラーオービターは10個の科学機器を搭載しています。9個はESA加盟国が主導し、1個はNASAが主導しています。これらはすべて緊密に連携して、地元のスターがどのように機能するかについて前例のない洞察を提供します。いくつかは太陽を見るリモートセンシング機器であり、他は宇宙船の周りの状態を監視するその場の機器であり、科学者が太陽で起こっていることから太陽のオービターが感じるものまで「点に参加」することを可能にします'数百万キロ離れた太陽風のその場所で。

近日点に関しては、明らかに宇宙船が太陽に近づくほど、リモートセンシング機器がより詳細に見ることができます。そして運が良ければ、宇宙船はいくつかの太陽フレアや地球に向けられたコロナ質量放出さえも吸収し、リアルタイムの宇宙天気予報の味を提供します。これは、宇宙天気がもたらす脅威のためにますます重要になっている取り組みです。技術と宇宙船に。

Solar Orbiter’s highest resolution image ever of the Sun’s south pole
ソーラーハリネズミの紹介
ドットに参加– 3月21日のエネルギッシュなイベント
宇宙天気予報–3月10日CME
近日公開

太陽の南極、活動地域、近日点の太陽などを紹介する以下の画像ギャラリー–詳細については、個々の画像と動画をクリックしてください。

磁気活動磁気活動

ソーラーオービターの宇宙ハリネズミソーラーオービターの宇宙ハリネズミ
太陽の南極のソーラーオービターの最高解像度画像太陽の南極のソーラーオービターの最高解像度画像
近日点でのソーラーオービター–2022年3月26日近日点でのソーラーオービター–2022年3月26日


ソーラーハリネズミのご紹介
「画像は本当に息をのむようなものです」と、ベルギー王立天文台であり、太陽の大気の下層の高解像度画像を撮影する極紫外線画像装置(EUI)装置の主任研究員(PI)であるDavidBerghmansは言います。太陽コロナとして。この地域は、宇宙天気を駆動する太陽活動のほとんどが行われる場所です。

EUIチームの現在のタスクは、彼らが見ているものを理解することです。ソーラーオービターは小規模で太陽に非常に多くの活動を明らかにしているので、これは簡単な作業ではありません。すぐには認識できない特徴や出来事を見つけたら、他の宇宙ミッションによる過去の太陽観測を掘り下げて、以前に同様のものが見られたかどうかを確認する必要があります。

「SolarObiterが明日データの取得を停止したとしても、私はこれらすべてを理解しようとして何年も忙しくなります」とDavidBerghmans氏は言います。

この近日点の間に、特に目を引く特徴が1つ見られました。今のところ、「ハリネズミ」というニックネームが付けられています。それは太陽を横切って25000キロメートル伸び、あらゆる方向に届く高温と低温のガスの多数のスパイクを持っています。

ドットを結合する
エネルギッシュなパーティクルイベントのドットを結合する

ソーラーオービターの主な科学的目標は、太陽と太陽圏の関係を探ることです。太陽圏は、私たちの太陽系の惑星を超えて広がる宇宙の大きな「泡」です。それは荷電粒子で満たされ、そのほとんどは太陽によって放出されて太陽風を形成しています。宇宙天気を作り出すのは、これらの粒子の動きとそれに関連する太陽磁場です。


太陽圏への太陽の影響をグラフ化するには、宇宙船全体を掃引する粒子と磁場を記録するin-situ機器からの結果を、太陽の可視表面上またはその近くのイベントまでさかのぼって記録する必要があります。リモートセンシング機器による。


太陽の周りの磁気環境は非常に複雑であるため、これは簡単な作業ではありませんが、宇宙船が太陽に近づくことができるほど、磁力線の「高速道路」に沿って粒子イベントを太陽にさかのぼって追跡することはそれほど複雑ではありません。 。最初の近日点はこれの重要なテストであり、これまでの結果は非常に有望に見えます。

太陽フレアは手足から上昇します

近日点通過の数日前の3月21日、エネルギー粒子の雲が宇宙船を横切った。これは、エネルギー粒子検出器(EPD)によって検出されました。言うまでもなく、それらの中で最もエネルギーの高いものが最初に到着し、次に低エネルギーのものが到着しました。

「これは、粒子が宇宙船の近くで生成されていないことを示唆しています」と、スペインのアルカラ大学のハビエル・ロドリゲス・パチェコとEPDのPIは述べています。代わりに、それらは太陽の表面に近い太陽大気で生成されました。スペースを横切るとき、スプリントのランナーのように、速い粒子が遅い粒子よりも先に引っ張られました。

同じ日に、電波とプラズマ波(RPW)の実験では、加速された粒子(主に電子)が太陽の磁力線に沿って外側にらせん状に渦巻くときに生成される無線周波数の強い特徴的な掃引を拾い上げて、それらがやってくるのを見ました。次にRPWは、ラングミュア波として知られる振動を検出しました。「これらは、エネルギーの高い電子が宇宙船に到着したことを示しています」と、LESIAのMilan Maksimovic、フランスのパリ天文台、およびRPWPIは述べています。

リモートセンシング機器のうち、EUIとX線分光計/望遠鏡(STIX)の両方が、粒子の放出の原因である可能性のある太陽のイベントを確認しました。宇宙に向かって外向きに流れる粒子はEPDとRPWが検出した粒子ですが、他の粒子がイベントから下向きに移動して、太陽の大気のより低いレベルに衝突する可能性があることを覚えておくことが重要です。これがSTIXの出番です。

EUIは、太陽の大気中のフレアの場所から放出される紫外線を確認しますが、STIXは、フレアによって加速された電子が太陽の大気の低レベルの原子核と相互作用するときに生成されるX線を確認します。

これらの観察結果がすべてどのようにリンクされているかは、チームが調査する問題です。EPDによって検出された粒子の組成から、フレアからの衝動的ではなく、より緩やかなイベントでの冠状衝撃によって加速された可能性が高いといういくつかの兆候があります。

「複数の加速サイトがある可能性があります」と、スイスのFHNWのSamuelKruckerとSTIXのPIは述べています。


太陽フレア3月2日

この状況に別のひねりを加えることは、磁力計機器(MAG)がその時点で実質的なものを何も登録しなかったことです。ただし、これは珍しいことではありません。コロナ質量放出(CME)として知られる粒子の最初の噴火は、MAGが簡単に登録できる強力な磁場を運びますが、イベントからの高エネルギー粒子はCMEよりもはるかに速く移動し、大量の空間を急速に満たすことができます。ソーラーオービターによって検出されます。「しかし、CMEが宇宙船を見逃した場合、MAGは署名を見ることができません」と英国インペリアルカレッジのTimHorburyとMAGPIは言います。

磁場に関して言えば、それはすべて、光球として知られている太陽の目に見える表面から始まります。これは、内部で生成された磁場が宇宙に爆発する場所です。これがどのように見えるかを知るために、SolarOrbiterはPolarimetricandHelioseismic Imager(PHI)機器を搭載しています。これは、光球の北と南の磁気極性、およびその内部を伝わる地震波による太陽の表面の波打つことを見ることができます。

「私たちは太陽の表面での磁場測定を提供します。その後、この分野は拡大し、コロナに入り、基本的にそこに見られるすべての輝きと行動を促進します」と、ドイツのゲッティンゲンにあるMax-Planck-InstitutfürSonnensystemforschungのSamiSolankiとPHIのPIは述べています。

別の機器であるコロナ環境のスペクトルイメージング(SPICE)は、コロナの組成を記録します。これらの「アバンダンスマップ」は、Solar Wind Analyzer(SWA)機器によって見られる太陽風の内容と比較できます。

「これは、太陽から宇宙船への太陽風の組成の進化を追跡し、太陽風の加速に関与するメカニズムについて教えてくれます」と、フランスのInstitutd'AstrophysiqueSpatialeのSPICEPIFrédéricAuchèreは述べています。

宇宙天気予報

宇宙天気の追跡
すべての機器からのデータを組み合わせることにより、科学チームは太陽の表面から太陽オービターまで、そしてそれを超えて太陽活動の物語を語ることができるようになります。そして、その知識はまさに、地球の宇宙天気状態をリアルタイムで予測するように設計された将来のシステムへの道を開くものです。ペリヘリオンに至るまでの間に、ソーラーオービターはそのようなシステムがどのように動作するかを味わうことさえできました。

宇宙船は地球の上流を飛んでいました。このユニークな視点は、数時間後に地球に当たる太陽風の状態を監視していたことを意味しました。宇宙船は地球と直接接触しており、その信号は光速で移動しているため、データは数分以内に地上に到着し、分析の準備が整いました。運が良ければ、この頃にいくつかのコロナ質量放出(CME)が検出され、そのうちのいくつかは直接地球に向かっています。

3月10日、CMEが宇宙船を掃討しました。チームはMAGからのデータを使用して、それがその後地球に衝突する時期を予測することができました。ソーシャルメディアでこのニュースを発表することで、スカイウォッチャーはオーロラの準備をすることができました。オーロラは、予測された時間の約18時間後に正式に到着しました。

この経験により、ソーラーオービターは地球の宇宙天気状態をリアルタイムで予測することがどのようなものかを味わうことができました。宇宙天気が技術や宇宙飛行士に与える脅威のために、そのような努力はますます重要になっています。

Awesome solar energy
素晴らしい太陽エネルギー

ESAは現在、地球につながる宇宙の領域を調べる太陽の片側に配置されるESAVigilと呼ばれるミッションを計画しています。その仕事は、この地域を移動するCME、特に私たちの惑星に向かっているCMEをイメージすることです。近日点自体の間、ソーラーオービターはその機器であるメティスとソロHIがまさにこれらの種類の画像とデータを提供できるように配置されました。

メティスは、1.7〜3の太陽半径からコロナの写真を撮ります。太陽の明るい円盤を吸い取ると、かすかなコロナが見えます。「地上ベースの全日食観測と同じ詳細が得られますが、数分ではなく、メティスは継続的に観測できます」と、イタリアのフィレンツェ大学でメティスのPIであるマルコロモリは言います。

SoloHIは、太陽風の電子によって散乱された太陽光で作られた画像を記録します。3月31日、ある特定のフレアがXクラスになりました。これは、知られている中で最もエネルギッシュな太陽フレアです。データの多くはダウンロードを待っている宇宙船に残っているため、まだデータは分析されていません。ソーラーオービターが地球から遠く離れた今、データ転送速度は遅くなり、研究者は辛抱強くなければなりません–しかし、彼らは到着したときに分析を開始する準備ができています。

「私たちは常に大きなイベントに興味を持っています。なぜなら、それらは極端なものを見ているので、最大の応答と最も興味深い物理学を生み出すからです」と、ワシントンDCの米国海軍研究所のRobin Colaninno、およびSoloHIPIは言います。

To the Sun and back
太陽にそして戻って
近日公開
楽器チームが今や彼らの仕事を切り取っていることは間違いありません。近日点は大成功を収め、膨大な品質の並外れたデータを生み出しました。そして、それはこれから起こることのほんの一部です。すでに宇宙船は、地球と太陽の距離の0.29倍で、10月13日の次の近日点通過に向けて宇宙を駆け巡っています。その前に、9月4日にそれは金星の3番目のフライバイをします。

ソーラーオービターはすでに太陽の大部分が未踏の極地の最初の写真を撮っていますが、まだまだたくさんあります。

2025年2月18日、ソーラーオービターは4度目の金星に遭遇します。これにより、宇宙船の軌道傾斜角が約17度に増加します。2026年12月24日の5回目の金星フライバイは、これをさらに24度に上げ、「高緯度」ミッションの開始を示します。

このフェーズでは、ソーラーオービターはこれまで以上に直接太陽の極域を見るようになります。このような視線観測は、極での複雑な磁気環境を解きほぐすための鍵であり、それが今度は太陽の11年周期のワックスと衰退活動の秘密を保持している可能性があります。

「私たちは、最初の近日点からのデータの品質にとても興奮しています」と、ソーラーオービターのESAプロジェクトサイエンティストであるダニエルミュラーは言います。「これが使命の始まりに過ぎないとはほとんど信じられません。本当に忙しくなりそうです。」

編集者への注意
ソーラーオービターは、ESAとNASAの間の国際協力の宇宙ミッションです。
以前の近日点は、2020年6月15日(0.52 AU)、2021年2月10日(0.49 AU)、および2021年9月12日(0.59 AU)に発生しました。2022年3月26日、0.32 AUの近日点は、一連の近日点の最初のものと見なされます。次は、2022年10月13日に0.29AUになります。年間2〜3回の近日点があります。金星の近日点と重力アシストフライバイの完全なリストについては、ここをクリックしてください。これらのマイルストーンに関する詳細は、後日提供されます。


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