名古屋大学太陽地球環境研究所

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太陽活動の衰退に伴って太陽風の南北非対称性が顕著になることを発見

太陽面上に出現する太陽黒点の数は、約11年の周期で増減します。現在は太陽黒点がピークとなる時期(極大期)ですが、今極大期は太陽黒点の発生が100年来の少なさです。このことは太陽の磁場をつくるメカニズム(太陽ダイナモ機構)に何か異変が発生しているのではないかと考えられおり、研究者の関心が集まっています。太陽観測衛星「ひので」による観測から、最近の太陽磁場が南北非対称な特性を持っていることが報告されました。このような磁場の南北非対称性は太陽ダイナモ機構を考える上で重要な要素です。また、太陽活動の衰退によって周辺の宇宙空間にどのような変化が浮かれるかも興味ある課題となっています。17世紀には約50年にわたって太陽黒点はほとんど観測されない期間(マウンダー極小期)があり、その時に地球の気候が寒冷化していたことが知られています。太陽活動と地球気候のつながりは未解明であり、現在の太陽活動の衰退がその謎を解く手がかりを与えると期待されています。

本研究では、1985年から2013年までの期間に取得されたSTE研の太陽風観測データを使って太陽風の南北非対称性を調査しました。南北非対称性を調べるには、高緯度を含む広い範囲を連続的に観測する必要がありますが、それは探査機では困難なことでした。STE研の太陽風観測は、天体電波源のまたたき現象(惑星間空間シンチレーションIPS)を利用したもので、高緯度を含む広い領域について太陽風速度を精度よく決定することができ、約30年間のデータが利用可能です。調査の結果、極大期の高緯度において太陽風の分布が南北非対称になること、北極の変化が先行する傾向があること、さらに太陽活動の衰退に伴って大きな南北非対称性が長期間出現していることが判明しました。これらの事実は太陽磁場の南北非対称性と密接に関係しており、特に後者は磁場の双極子成分に対して四重極子成分が優勢になっていることを反映したものと考えられます。
 

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1985年から2013年までの期間に太陽地球環境研究所のIPS観測から得られた太陽風速度の全球的な分布。横軸:時間、縦軸:太陽面緯度。図中時間は 右から左に進むことに注意。色は太陽風速度を表す。青色:高速風、赤色:低速風。(Tokumaru et al., JGR, 2015より引用)。

 
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北極域(中段)と南極域(下段)の太陽風速度の分布と高速風/低速風の南北非対称性(上段)の時間変化。青色は高速風、赤色は低速風のデータを示す。上段 の図中、太陽活動の極大期に低速風と高速風の非対称性が増大している(赤色と青色の矢印)。また、高速風の非対称性は、2000年以降に顕著になっている (破線矢印)。(Tokumaru et al., JGR, 2015より引用)

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