太陽のコロナの温度がなぜ高いのか
12 January 2001: 私は、太陽のガス状環境であるコロナが100万度程度の温度を持っているのに対し、その表面は6000度であるにもかかわらず、なぜそのような現象が起こるのかはまだ分かっていないと聞きました。今朝、一つの考えが浮かびました。
...観測事実として、太陽は定期的に大規模なプラズマのアークを放出しています。これらのアークの接点は太陽の表面にある黒点です。太陽を取り囲むプラズマは、誤解なければ「高い磁レイノルズ数」の条件下にあります。つまり、磁場の線はプラズマに「凍りついている」（frozen in）のです。女性の髪の毛がプールにあり、その髪を梳かす櫛があると想像してください。髪と櫛は密接に関係しています。一方がもう一方を引きずり、逆もまた然りです。
...これらのプラズマのアーク、新たな観測事実ですが、非常に遠くまで伸び、その後崩壊します。右の図では、磁場の線が概略的に描かれています。空間のあらゆる点において、Bの値に対応する「磁気圧」の値が示されています。
...また、磁気フラックスの保存もあります：
...磁場の強さは黒点の近くで最大で、アークの最大拡張点では最小になります。その結果、磁場の勾配効果が生じます。アークは自然に荷電粒子の加速器として機能します。したがって、太陽の表面から、それぞれの黒点からガスが離脱し、この磁場勾配によって重力よりもはるかに強く、上昇し加速して、磁場が最小になる領域、つまりアークが最も広がり、断面積が最も大きい場所へと向かいます。したがって、これらのプラズマの塊は衝突する可能性があると考えられます。その結果、加速された二つのプラズマの塊のための磁気エネルギーが熱エネルギーに変換されます。次の図はそのコンセプトを示しています。磁気圧の勾配による粒子の加速は、特に長い距離において非常に効率的なプロセスです。これは数値化し、より正確にモデル化できるでしょうが、この現象がコロナの加熱を説明する可能性があると考えます。また、熱運動の速度は温度の平方根に比例するため、6000度から100万度への変化は、熱運動の速度が12倍になるに過ぎません。
...このように、プラズマの塊が衝突する場所（アークはこの場合、非常に興味深い磁気音響現象の舞台となるでしょう）では、プラズマ内の圧力が非常に高くなり、磁場の線の束に縛られた状態から解放されます。その結果、アークが崩壊し、その高温な内容物が放出されます。その後、二つのケースがあります。やや強い加熱は太陽のガス状環境、コロナを暖めます。太陽の表面にあるガスは、6000度では、表面から遠く離れるために必要な速度よりもはるかに小さな熱運動の速度を持っています。そのため、太陽はほぼ球体に近い形をしています。しかし、アークで加速されたより速い粒子は、アークの崩壊によって解放され、太陽の大気を形成し、より広範囲に広がります。
...より激しい太陽の爆発（実際には、高い磁レイノルズ数の下での磁気流体力学的不安定性の副次的な結果）は、太陽風（太陽の場合、太陽風）をもたらします。また、太陽の黒点が多いことは、地球に太陽から放出されたガスの強い降下を意味していることが知られています。
...プラズマ物理学の専門家でない人にとっては、磁場の勾配効果による加速はやや理解しにくいかもしれません。しかし、多くの人々は地球の「磁気圏」を知っています：
...左側には、傾いた磁気双極子軸を持つ地球の球体があります。実際には、地球の「磁気北極」は磁石の南極であり、コンパスの北極を引き寄せます。太陽から放出された荷電粒子（主に電子）は、地球の磁場の線のネットワークに捕らえられます。右の図では、それらは高磁場領域間を往復し、その磁場線の周りを螺旋状に移動しています。この螺旋状の軌道は、このプラズマがどのように磁場に束縛されているかを示しています。このプラズマは、発見者である天文学者の名前を取って「ヴァン・アレン帯」と呼ばれます。この帯は、地球の北と南の極域間を往復し、磁気圧の勾配効果によってテニスラケットのように再放出されます。プラズマ物理学では、これを「磁気ミラー（magnetic mirror）」と呼びます。左側には、太陽に向かってない側の地球の磁気圏の尾を示しています。
...通常の状態では、荷電粒子は大気の上層部、つまり高度80km以上で方向を戻します。太陽風が特に強力な場合、磁場の勾配による減速効果にもかかわらず、粒子は上層大気に入り込み、すべての天文学者が知っているように、オーロラの原因となります。したがって、ヴァン・アレン帯は、太陽の爆発に対応するアークに非常に似た構造であり、少なくともいくつかの点ではそうであると考えます。
...まあ、これは掘り下げてみる価値がある考えかもしれません。しかし、私はやるべきことがあまりにも多くて……
2001年1月16日から2005年9月16日までの閲覧数: 11,882
