【コラム】

どこでもサイエンス

112 太陽フレア、とりあえず知っとく?

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先日「太陽フレア」が話題になりました。人工衛星が故障する? 大停電が起きる? 北海道でオーロラが? などなどいろいろな話題がありましたが、そもそも太陽フレアってなんなのでしょーか? 結構よく起きているこの現象について、とりあえず知っとけば楽しめ(備えられる)知識を集めてみましたー。

さて、太陽フレアです。2017年9月6日に、11年ぶりという大規模なものが起こりました。その様子をとらえたのがこれでございます。NASAのSDO衛星による太陽の画像ですな。

NASAのSDO衛星が撮影した2017年9月6日の太陽の画像 (C)NASA

太陽なのに真っ黒なのは、太陽からのX線放射だけをとらえているからでございます。このX線を発生させるには、強烈なエネルギーが必要(かレントゲン装置のように巧な仕組みが必要)でして、ふだんの太陽だとあんまりそこまでパワーはありません。だからふだんは太陽をX線でとらえると全体が黒いのです。

また、この数日前からの変化をとらえた動画もごらんくださいませ。

MSeptember 2017 Starts With Flare

太陽フレアが起こる場所が、少しずつ移動はするけれども、ほぼ同じところで起こっていることがわかります。

太陽フレアのときには、一部だけから強烈なX線が発生するのですな。そこで大爆発が起こりモーレツなエネルギーが放出されているからなのです。ただ、このX線は地上には届きません。地球大気のしかも上層で吸収されてしまうのですね。そのため、X線で太陽を観測するためには、わざわざ人工衛星をあげなければいけないのです。そうでなくても高高度にあがる気球が最低限必要でございます。

でも、太陽フレアは1859年にキャリントンによって発見されていました。実は、肉眼でもわかることがあるんです。エネルギーの一部は目に見える光でも放出されるからなんですね。公共の科学館などには、太陽の像をリアルタイムに見られる装置がおかれていることがありますが、とても運がいいと、そこに写っている太陽の一部が明るく輝いていることがわかります。京都大学がとらえたフレアがこちらです。

2015年5月に京都大学 大学院理学研究科付属天文台が撮影した太陽の様子 (出所:京都大学 大学院理学研究科付属天文台Webサイト)

ちなみに、写真の左が目で見た様子ですね。右は特殊なフィルターをつけています。その様子も目で見られます。ちなみにキャリントンが見たフレアは、人類観測史上最大だったのではといわれています。

ちなみに、本当にわかるのは数十秒とか数分間程度なので、そのとき、本当にそこに居合わせないとみられない、レアな現象なのです。

また、太陽フレアの影響で、太陽の周囲のコロナガスが大規模に宇宙に吹き飛ばされることがあります。これがCME(コロナ質量放出)といわれる現象です。こちらはさすがに人工衛星でないと観測が難しく、発見は1970年代でございます。これも、動画で見たほうがわかりやすいですな。あ、コロナってのは「王冠」という意味で、太陽を「頭」とすると、真上からみた王冠のように見えるのでそんな名前がついています。ちなみに、メキシコのコロナビールは太陽とは関係なく、王冠つながりでございますな。

How to Read a NASA STEREO Image

太陽の周囲のコロナガスのひろがりからは何かがいつも噴き出していますね。これが太陽風です。コロナのガスは電子やイオン、まあ電気を帯びた粒ですので、これが噴き出すということは太陽風は電気を帯びた風となって宇宙空間にでていくのですね。そして、CMEは、これが突発的に強く噴き出す形となっています。

ということで、太陽フレアについては

  1. 太陽フレア→X線が放出(大気の下の地上には届かず)、強い場合は可視光線でもわかる
  2. (強い)太陽フレア→CME→電気を帯びた太陽風が、太陽系に広がっていく

という現象が起こるのでございます。

ところで、太陽フレアですが、そんなに珍しいできごとではございません。エネルギーが小さな太陽フレアはしょっちゅうおこっています。さっきの画像でもうかがえますな。特に黒点といわれる表面の暗い部分のあたりでおこります。で、そうした小規模な太陽フレアは、CMEを引き起こすほどにならないことがほとんどです。規模と発生頻度は、対数をとるとほぼ反比例の関係になります。ま、でっかいのはおこるけど、たまにってことでございます。

そのでっかいのが起こると、X線が放射され、地上には届かないものの、まあ、大気にまもられていない人工衛星だと、それによって故障がおこることもありますな。また、大気の上層にエネルギーがあたえられて温められますので、その影響もありますな。

また、CMEで太陽風が強まると、なにしろ電気ビームなので、地球の周囲の磁場がみだれたりします。太陽風が原材料になっているオーロラについても、強くなり、北極や南極のより広い範囲で見られ、おこぼれで北海道あたりでも、オーロラの端っこが見られることもあるとされています。今回は今一つはっきりしたのはわからなかったので、影響は限定的だったようですが。ちなみにキャリントンが1859年に観測した人類史上最大のフレアのさいは、カリブ海でオーロラが見られたそうです。

また、電波の伝搬が乱れるので、GPSの精度に影響がちょっと出たようですな(GPSの精度が数時間にわたり落ちた 国土地理院発表)。

今回の太陽フレアは、確かに規模は大きかったのですが、地球への影響は限定的でした。過去には、上空に広範囲に電気がながれたため、広範囲の送電線や変電施設に影響し、大停電が起こったこともあります。火花で無線通信をしていた時代には、それで火災が起こったこともあります。

まあ、あだやおろそかにしてはいけないのでございますが、昨今では、人工衛星が常時太陽を見張っていまして、CMEによる太陽風のパワーアップについては、事前に警報が出せるようになっています。太陽風が届くには2~3日かかることがわかっています。今回も、とどいたのは2日後でした。何事もなかった影には、影響を考慮したなんらかの対応があったのかもしれません。

なお、太陽フレアは大きいものほど、頻度が少ないという話をしましたが、上限についてはよくわかっていません。太陽と同じような星の多数の観測データを解析した京都大学の柴田先生たちのグループは、今回の太陽フレアより、さらに1000倍以上大きな「スーパーフレア」が起こることもありうるという発表をしています。そうしたスーパーフレアは、もしかしたら文明を破壊するパワーがあるかもしれないし、過去の生物絶滅に関係しているかもしれないという発表でございます。

ちょっとほんまかいな、ということなのですが、柴田先生は現在、日本天文学会の理事長をしているほどの、正統派の天文学者なんですね。データに基づいて可能性を指摘したというところでございます。

ところでフレアですが、太陽黒点の周囲で起こることがわかっています。黒点は太陽の中からわきあがってくるエネルギーが表面の磁場で押さえつけられているところなんですね。その周囲はエネルギーが蓄えられやすいので、フレアにもなりやすいということです。

今回も、非常に大きな黒点でフレアが起こりました。まあ、太陽をよく見ていれば、危険を歩い程度回避することはできそうだということは言えると思います。

著者プロフィール

東明六郎(しののめろくろう)
科学系キュレーター。
あっちの話題と、こっちの情報をくっつけて、おもしろくする業界の人。天文、宇宙系を主なフィールドとする。天文ニュースがあると、突然忙しくなり、生き生きする。年齢不詳で、アイドルのコンサートにも行くミーハーだが、まさかのあんな科学者とも知り合い。安く買える新書を愛し、一度本や資料を読むと、どこに何が書いてあったか覚えるのが特技。だが、細かい内容はその場で忘れる。

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インデックス

連載目次
第113回 アップル…いや、グレープコンピュータ
第112回 太陽フレア、とりあえず知っとく?
第111回 土星を巡って13年 - 土星探査機カッシーニ・2017年9月15日に最後の日(後編)
第110回 土星を巡って13年 - 土星探査機カッシーニ・2017年9月15日に最後の日(前編)
第109回 世の中を変えた発明、なんでしょう。
第108回 ハイテク素材と赤い炭
第107回 8月7日(月)深夜・月食を見よう!
第106回 2017年の宇宙、どうでしょう? - 下半期・その2
第105回 2017年の宇宙、どうでしょう? - 下半期・その1
第104回 予言者? ジュール・ヴェルヌ
第103回 幻の毎日新聞プラネタリウム館 - 東日(毎日)天文館
第102回 地球は、どう、動いてる?
第101回 アインシュタインの方位磁石 - サイエンスな人の一品
第100回 アストロバイオロジーって、何それ、オイシイの?
第99回 太陽はスゴイ? - 成績発表会
第98回 実験装置、見たい?
第97回 地図と星は仲がいい
第96回 山が変える惑星の模様
第95回 ほとんどの星は爆発しない
第94回 それも「バラ科」ですか……!?
第93回 2017年の宇宙、どうでしょう? - 上半期編その2
第92回 2017年の宇宙、どうでしょう? - 上半期編その1
第91回 流れ星を見つけるコツ
第90回 コピー機の発明について、調べてみたよ
第89回 いにしえの中国やインドの宇宙
第88回 「火星の呪い」が発動
第87回 来年のノーベル賞予想ごっこ
第86回 天文学研究のため、レンジは使わないでください
第85回 カフェでリア充、科学者ハレー
第84回 お月見の日は、どう決まる?
第83回 たまご、熱すると固まるナゾ
第82回 8月12日のペルセウス座流星群と黒い彗星
第81回 絶滅のサイエンスとリョコウバトとウナギ
第80回 ジュノー探査機、木星到着
第79回 「ニホニウム」で知ったかぶりをするための知識5連発
第78回 2016年の「宇宙どうでしょう?」 (下半期)
第77回 増やせばワカルDNA - 「PCR」のお話
第76回 宇宙人を探すなんて、できるの?
第75回 海がない国 スイスで生まれた深海潜水艇
第74回 とりあえず春は、北斗七星。
第73回 くらべてワカル!? 宇宙の世界
第72回 さくらが春に咲くのは、寒さを越えるプログラムがあるから
第71回 ひさしぶりの日食のお知らせ - 日本は2016年3月9日午前11時前後
第70回 「重力波」つかまえました
第69回 春のこよみのサイエンス
第68回 火星をざっくり知っておきましょー
第67回 冬はハワイが近い!? - ジェットストリーム
第66回 2016年の「宇宙、どうでしょう?」(上半期)
第65回 年間最多の流れ星が見える! 12月14日夜はふたご座流星群
第64回 毒についてチョット調べてみました
第63回 凧とかみなり、フランクリン
第62回 はやぶさ2も見られるの?? 人工衛星を見るはなし
第61回 ノーベル賞をゲットしたニュートリノ探知装置
第60回 科学者が、虹遊びをすると…
第59回 日本人は、元素の名づけ親になれるか!?
第58回 数字のケントーをつける話=フェルミ問題
第57回 「星の名決定」総選挙に参加できるぞ!
第56回 夏休み、おてがるサイエンス
第55回 冥王星に接近しました
第54回 硬い冷たいダイヤだよ
第53回 2015年の「宇宙、どうでしょう?」(下半期)
第52回 潜水艦を発明した愛すべきおっさん
第51回 冥王星まめちしき10連発(ビフォー編)
第50回 ジュラ紀とかエディアカラとか、実はローカルな地名ばかりの地球の歴史年代
第49回 夜空の神2共演 - 金星と木星が接近するぞ!
第48回 キャンディをかむと光るのは本当か?
第47回 2015年4月4日夜9時。むこう3年ない皆既月食をみのがすな!!
第46回 浦島太郎とか双子とかとカーナビなサイエンス
第45回 100万年かけて、あったかいーの
第44回 電話より先に発明されたファックス
第43回 世界の「宇宙窓」から
第42回 圧力鍋は、できそこないのエンジン!?
第41回 2015年の「宇宙、どうでしょう?」(上半期)
第40回 12月13~14日は、年に一番流れ星が多い時期
第39回 はやぶさ2、打ち上げそして旅の友
第38回 これだけ知っとこ、小惑星探査機「はやぶさ2」
第37回 誘導ミサイルとポップコーン
第36回 地球上の生物は推定870万種。実はその9割が発見されていない
第35回 祝・日本のお家芸・青色LEDがノーベル賞
第34回 2014年10月8日夜8時。ゼッコーの皆既月食をみのがすな!
第33回 シロウトにチャンス到来・惑星の名前をつけられるぞ!
第32回 スゴイぜ! 彗星探査機「ロゼッタ」
第31回 天才&変人キャベンディッシュ
第30回 渡り鳥が作るV字型編隊の謎
第29回 やってはいけない!サイエンス
第28回 フロッピーの栄枯盛衰
第27回 2014年の宇宙、どうでしょう? - 下半期編その2
第26回 2014年の宇宙、どうでしょう? - 下半期編その1
第25回 100円で作れるちょっぴりキケンな科学オモチャ「アストロ・ブラスター」
第24回 5月24日土曜夕方に本当にでるのか!? - 「きりん座流星群」
第23回 いま、サイエンスで一番アツイ? - タンパク質ギョーカイをのぞく
第22回 英国科学雑誌のQ&Aコーナー - そんなに熱くなるなんて…
第21回 2年2カ月に1度のチャンス! - 火星ただいま接近中
第20回 科学なパーソナリティ列伝
第19回 今年が寒いのは太陽のせい? - 実は暗い太陽の未来
第18回 日本に降る雨は「だいたい雪」、だそうです
第17回 どこでもサイエンス-チョコレートは惚れ薬?
第16回 江戸時代からある「クローン」
第15回 2014年の宇宙、どうでしょう? - 上半期編
第14回 謎実験 - ニュートンビーズ
第13回 12月14日はふたご座流星群の日! - サクッとわかる観察ポイント
第12回 新月が出たぞという意味の「カレンダエ」からはじまった「カレンダー」
第11回 気持ちよく歌えるエコーのおはなし
第10回 ノーベル賞を楽しむネタ知識あれこれ(後編)
第9回 ノーベル賞を楽しむネタ知識あれこれ(前編)
第8回 ただいま接近中 ‐ アイソン彗星
第7回 信号ひとつは70ワット - 交通信号機にまつわる科学のはなし
第6回 いますぐ使える「月」の知識11連発(後編)
第5回 いますぐ使える「月」の知識11連発(前編)
第4回 飲める「リトマス試験紙」
第3回 カンタン工作 - 百均虫めがねで「カメラ箱」を作ろう
第2回 8月12日と13日の夜はペルセウス座流星群を観察しよう
第1回 教科書を覗いてみよう - 小学校3年生の理科より「明かりをつけよう」

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