2001年1月12日
: 私は、太陽の日光層、すなわち太陽のガス環境が100万度程度の温度にあるのに対し、その表面はわずか6000度である理由が分からないと聞いているし、読んでいる。本日のうちに、あるアイデアが浮かんできた。
観測事実として、太陽は周期的に大規模なプラズマのアークを放出している。これらのアークの太陽表面への接続点が太陽黒点である。太陽を囲むプラズマは、「磁気レイノルズ数が高い」という条件にある。つまり、磁場線がプラズマに「凍結」（frozen in）している。女性の髪の毛がプールの中にあり、Comb（櫛）で整えられている状況を想像してほしい。髪と櫛は密接に結びついており、一方が他方を引きずり、逆もまた然りである。
この新たな観測事実であるプラズマのアークは、広範囲に広がった後、崩壊する。右図では、磁場線を模式的に描いている。空間の任意の点において、磁場の強さBに対応する「磁気圧力」の値を示している。
また、磁束の保存も成り立つ：
したがって、磁場の強さは太陽黒点付近で最大となり、アークの最大拡張点では最小となる。これにより、磁場の勾配が生じる。その結果、アークは荷電粒子の加速器として機能する。したがって、太陽表面、特に各太陽黒点からガスが放出され、この磁場勾配によって、重力よりもはるかに強い力で上昇し加速され、磁場が最小となる領域、すなわちアークが最も広がり、断面積が最大となる場所へと到達する。このように、プラズマの質量が衝突する可能性がある。その結果、加速に使われた磁気エネルギーが熱エネルギーに変換されるだろう。次の図はこの概念を示している。磁気圧力勾配による粒子の加速、特に非常に長い距離にわたって行われる場合、非常に効率的なプロセスである。これらすべては数値的にモデル化・詳細化できるはずだが、この現象が日光層の加熱を説明できると考えている。なお、熱運動速度は温度の平方根に比例するため、6000度から100万度への上昇は、熱運動速度の増加にしても12倍にすぎないことに注意すべきである。
さて、プラズマの質量が衝突する場所（このとき、アークは非常に興味深い磁気音響現象の発生地となる）では、プラズマ内の圧力が非常に高くなり、磁場線の束に束縛された状態から解放される。その結果、アークが崩壊し、高温の内容物が放出される。その後、2つの状況が考えられる。緩やかな加熱は、太陽のガス環境、すなわち日光層を加熱する。太陽表面のガスは、表面に張り付いている。6000度では、熱運動速度は太陽表面から大きく離れるのに必要な速度よりもはるかに小さい。そのため、太陽はほぼ球形に近い。一方、アーク内で加速され、その後崩壊によって解放されたより速い粒子は、「太陽の大気」を形成し、はるかに広い範囲に広がる。
より激しい太陽フレア（実際には、高磁気レイノルズ数の磁気流体力学的不安定性MHDの副次的結果）は、星風（太陽の場合、太陽風）を引き起こす。また、太陽黒点が非常に多い時期は、地球への太陽からのガス放出が激しくなることも知られている。
プラズマ物理学に詳しくない人にとっては、磁場勾配による加速はやや理解しにくいかもしれない。しかし、多くの人が「地球の磁気圏」を知っているだろう。
左図：傾いた磁気双極子軸を持つ地球。地球の「磁気北極」は、実際には磁気南極であり、それはコンパスの北極を引き寄せるからである。太陽から放出される荷電粒子（主に電子）は、地球の磁場線のネットワークに捕らえられる。右図：これらの粒子は、磁場が強い領域間を螺旋状に往復する。この螺旋軌道は、プラズマが磁場にどのように結びついているかを表している。このプラズマは、発見者である天体物理学者ヴァレンの名をとって「ヴァレン帯」と呼ばれる。地球の北極と南極の領域を往復する粒子は、磁気圧力勾配の効果によって、テニスラケットのように跳ね返される。プラズマ物理学ではこれを「磁気ミラー効果（magnetic mirror）」と呼ぶ。左図：太陽から反対側にある地球の磁気圏の尾部。
通常の状態では、荷電粒子は地球の大気圏よりも高い高度（約80km）で方向を戻す。しかし、非常に強い太陽風が地球に到達すると、磁場勾配による減速効果にもかかわらず、粒子は上層大気まで到達し、すべての天文学者が知っているように、これが極光の原因となる。したがって、ヴァレン帯は、太陽フレアに対応するアークと、少なくともある側面では非常に類似した構造であると考えられる。
とにかく、これは掘り下げて検討すべきアイデアのように思われる。だが、やるべきことがあまりにも多い……
2005年9月16日「太陽の怒り」の資料を参照
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