「太陽の表面に突然巨大な黒点が出現」、インターネットがクラッシュする可能性は？本当に地球に危険が迫っているのでしょうか？

少し前に「太陽の表面に突如巨大な黒点が出現した」というニュースが話題になり、この黒点が高エネルギーの爆発を起こすかもしれないと言われました。一時は「地球の電力網が崩壊する恐れがある」「高エネルギー爆発が起きる恐れがある」など衝撃的な発言がネット上に溢れ、議論が白熱した。

この「巨大黒点」とは何でしょうか？

これはNASAの火星探査車「パーサヴィアランス」が8月17日から20日にかけて火星のジェゼロクレーターを探索中に撮影したものとみられる。火星は現在太陽の裏側を周回しているため、パーサヴィアランスは地球上の人間よりも1週間以上早く太陽黒点を観測した。

パーセベランスが撮影した太陽黒点画像

太陽黒点は、太陽の光球上に現れる小さな黒い点です。一般的に、太陽黒点は地球の磁場の1万倍の強力な磁場を持っていると考えられています。これらは「黒」ではありませんが、強力な磁場が太陽内部からのエネルギーの外部への伝達を妨げ、その結果、局所的な温度が低下し、暗い斑点のように見えます。太陽黒点が活発な年には「磁気嵐」が発生し、地球の磁場と無線通信に深刻な干渉を引き起こします。したがって、この「巨大黒点」が「高エネルギー爆発」を起こすかもしれないと推測する人が出てくるのは必然です。

実際、太陽の表面に黒点がない日はありません。初級レベルの望遠鏡とバーダーフィルムを使えば、地球上でも観測できます。それで、パーセベランスはどうやって火星の黒点を観測するのでしょうか?

火星では、砂嵐の天候の影響を受けない限り、太陽黒点を見ることは難しくありません。この現象は太陽系のあらゆる惑星でも見られます。もちろん、外側の4つのガス惑星を見るには望遠鏡が必要です。早くも8月20日、NASAのJPL研究所で探査車パーサヴィアランスの運用プロジェクトを担当するチームは、火星の黒点を撮影し、写真を公開したと発表した。

この写真は火星のJPL研究所が撮影した太陽黒点です。

この大きな太陽黒点が一週間以内に地球に近づくと言われるのはなぜでしょうか?

「一週間後にお会いしましょう」の理由は、火星と地球の軌道と公転周期が異なるからです。

現在、地球と火星は太陽の両側に位置しており、その間の角度は約 130 度です。このように、地球と火星は太陽の両側に立って、同時に太陽を「見ている」ようなものです。地球が太陽の正面を見ているのに対し、火星は太陽の横と後ろを見ています。

太陽の自転と相まって、火星探査車が以前撮影した太陽黒点は、実際には地球に面した側にゆっくりと移動しており、それが写真の13415番の活動領域となっている。太陽が一回転するのに約27日半かかることを考慮して、このビデオはローバーの黒点写真が公開された時点から計算されました。地球が1週間後にそれを見たという主張は基本的に信頼できる。しかし、「衝撃的な出現」というのは大げさすぎるし、この黒点の面積は太陽黒点の世界でも決して巨大とは言えません！

写真の13415番の活動領域は、火星探査車が撮影した太陽黒点であり、ゆっくりと地球の方向を向いている。 / 南京大学西河チーム

「高エネルギー爆発を放ち、全世界停電」？

本当に大袈裟だよ！

太陽黒点は単独で現れることはほとんどなく、通常は集団で現れます。活動すると、地球の磁場に影響を与えます。太陽に大量の黒点が出現すると磁気嵐が発生し、コンパスが激しく揺れて方向を正しく示せなくなります。通常、方向を識別するのが非常に得意な伝書鳩も迷子になります。

大規模な停電を引き起こすことは、歴史上実際に起こったことがある。たとえば、1989 年にカナダのケベックで発生した大規模な停電は、太陽のコロナ質量放出によって放出されたエネルギーが地球に到達し、地球自身の磁場に劇的な変化を引き起こし、磁気嵐を引き起こしたことが原因でした。

しかし、あまり慌てる必要はありません。国立宇宙天気監視・早期警報センターの宇宙天気予報官の判断によると、この太陽黒点が強い爆発活動を起こす可能性は高くないという。

しかし、現在太陽表面に見られるいくつかの黒点活動領域から判断すると、極めて高エネルギーの爆発が起こることはほぼ不可能であり、当然ながら電力網を麻痺させるほどの超大規模な磁気嵐が発生することは不可能である。

実際、太陽黒点、フレア、太陽プロミネンスなどの自然の「増幅器」は、人類に太陽の磁場をより詳細に研究する機会を与えてくれます。科学技術の進歩に伴い、科学者も太陽活動の変化の傾向をタイムリーに把握するために、さまざまな方法と手段を通じて太陽活動の監視と研究を強化しています。同時に、起こり得る問題を迅速に検知し、効果的な対応戦略を策定するために、地球の磁場と電離層の監視を強化することも必要です。

太陽フレア。

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太陽についてはまだ解明されていない謎がいくつかある

太陽は人類にとって非常に重要ですが、今日では科学の進歩により、私たちはすでに太陽の質量、年齢、大きさ、総放射量について非常によく理解しています。また、それが現在の「外観」に進化した経緯や将来の運命も分かっていますが、その内部の仕組みや化学組成に関する人類の理解はまだ限られています。

01 太陽活動はなぜ周期的ですか?

太陽活動現象の原動力は太陽の磁場から生じます。強い磁場構造は太陽黒点によって表され、太陽の光球上の比較的低温の領域でもあります。太陽黒点は11年周期で変化し、その長期的な変化は地球の気候と密接に関係しています。たとえば、気候学における小氷期（およそ 1300 ～ 1850 年）では、太陽活動はその後の時代の平均レベルよりも大幅に弱かった。それだけでなく、太陽黒点の活動は地球の磁場や無線通信にも大きな影響を及ぼします。 1859 年の「キャリントン」太陽フレア現象は深刻な地磁気擾乱を引き起こし、当時の人類社会のハイテク システムである世界的な電信ネットワークに深刻な損害を与えました。これにより、人類は初めて太陽活動が地球の宇宙環境に与える影響を認識することになった。

1908年、アメリカの天文学者ヘールは、太陽黒点が太陽の強力な磁場であることを発見し、天体に磁場が存在することを初めて確認し、太陽活動が太陽の磁場に由来することを明らかにしました。しかし、太陽の磁場はどのようにして生成されるのでしょうか?太陽磁場が支配的な太陽活動はなぜ周期的に変化するのでしょうか?これらの疑問は、太陽活動周期の起源の謎と呼ばれています。これらは、非常に非線形で複雑なシステムである太陽の本質的な問題です。科学界はまだ明確な説明をすることができていない。これらは、現代の人類社会が直面している125の最先端の科学的問題の一つとして、サイエンス誌に挙げられています。

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02 コロナの温度はなぜ太陽の表面よりも高いのですか？

太陽の大気の最外層（コロナ）は太陽の表面より上にあり、熱源からは遠いですが、その温度は太陽の表面の1,000倍もあります。太陽の温度構造は地球とは明らかに異なり、外側に行くほど温度が下がります。太陽の大気の最外層であるコロナは異常に高温であり、熱力学の第二法則に違反している。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?これは太陽を覆う「神秘のベール」です。

太陽コロナの加熱メカニズムをどう説明するかは天体物理学における大きな科学的問題であり、『サイエンス』誌では天体物理学における「未解決の天文学的8つの謎」の1つと呼ばれています。

03 太陽地球間の物理的伝播過程と太陽活動の惑星間影響をリアルタイムで観測し予測するにはどうすればよいでしょうか?

これは、近距離宇宙および深宇宙探査におけるハイテク機器の円滑な進展を確保するための重要なアプリケーション要件です。 1989 年 3 月、激しいコロナ質量放出によって極めて強力な地磁気爆発が発生し、カナダのケベック州で広範囲にわたる停電が発生しました。この磁気嵐の間、ケベック州の電力網全体が90秒以内に完全に麻痺し、約5億ドルの直接的な経済損失が発生しました。 2003 年 10 月の大規模な太陽活動イベントにより、世界規模での短波通信の中断、地平線を越​​えたレーダーおよび民間航空通信の中断、スウェーデンの電力網の 1 時間の中断、GPS ナビゲーションの障害、および複数の科学衛星からのデータの損失が発生しました。アメリカ航空宇宙局（NASA）の「太陽物理学と宇宙物理学の発展に関する報告書」でも、太陽探査の主な目的は太陽地球系をより深く理解し、宇宙環境の変化とその結果生じる社会的影響を予測することであると明確に指摘されています。したがって、太陽地球空間における太陽活動の伝播と影響の完全な物理的像を描くことは、現代の太陽地球物理学における最も最先端の科学的課題であり、主要な科学技術大国にとって緊急の必要性でもあります。

磁場は上記の 3 つの主要な科学的問題において重要な役割を果たします。実際、太陽や恒星の磁場の特性を理解することも重要な科学的課題です。太陽探査は科学技術の発展にとっても国家安全保障にとっても非常に重要であるため、各国で天文学、宇宙物理学などの分野で競争の焦点となっている。

我が国初の太陽探査科学技術実験衛星「西和」（衛星概略図）。画像出典: 中国国家宇宙局

国力の大幅な向上により、中国はすでに主要な科学的課題の探究に投資できる経済力を備えている。我が国は月探査、深宇宙探査、有人宇宙飛行などによってもたらされたハードパワーの向上に依拠し、大規模な太陽探査ミッションを遂行する技術力も備えています。時間は誰も待ってくれない。中国の太陽観測研究が一日も早く世界のトップレベルに到達することを期待します。

総合ソース：新華網、科技日報、中国気象通信社など。