NJIT物理学者が強力な太陽フレアにおけるガンマ線発生メカニズムを解明
編集者： Uliana S.
ニュージャージー工科大学（NJIT）の太陽地球科学研究センター（CSTR）に所属する太陽物理学者たちが、太陽上で発生する最も激しい現象に関する理解において、大きな一歩を刻みました。彼らは、強力な太陽フレア発生時に放出される高エネルギーガンマ線の発生源を最終的に特定したのです。この画期的な発見は学術誌「Nature Astronomy」に掲載され、これまで観測されてきた異常な放射線シグナルに関連する長年の科学的難問に終止符を打ちました。
研究の焦点となったのは、2017年9月10日に発生したX8.2クラスの太陽フレアです。分析の結果、太陽コロナ内の「関心領域3（ROI 3）」と呼ばれる領域に、数百万電子ボルト（MeV）に達するエネルギーを持つ数兆個の粒子が密集していることが突き止められました。これらの粒子は光速に近い速度で移動しており、通常の太陽フレアで放出される粒子のエネルギーを数百倍から数千倍も上回るものです。研究チームが突き止めたガンマ線生成の主要なメカニズムは、これらの超高エネルギー電子が太陽大気の物質と衝突する際に発生する制動放射（ブレムスシュトラールング）であると結論付けられました。
この詳細な成果を得るためには、専門家たちの緊密な連携が不可欠でした。物理学教授であり筆頭著者であるグレゴリー・フレイシュマン氏、そして共著者であるEOVSA所長のビン・チェン氏らがこの研究を牽引しました。極めて詳細なデータを取得するため、NASAのガンマ線宇宙望遠鏡「フェルミ」のデータと、NJITが運用する地上波電波干渉計である拡張オーウェンズバレー・アレイ（EOVSA）のデータが相乗的に活用されました。「フェルミ」はガンマ線の時間的変動を捉え、一方、EOVSAは加速された電子に敏感なマイクロ波画像を供給しました。
今回の発見は、太陽が蓄積された磁気エネルギーを解放することで、荷電粒子を極限的な高エネルギーまで加速させる能力を持つという理論を裏付けるものです。グレゴリー・フレイシュマン氏によれば、この科学的功績は、既存の太陽活動モデルを大幅に改善し、ひいては宇宙天気予報の精度向上に貢献すると期待されています。この精度の向上の重要性は、2024年5月に発生したNOAA活動領域13664に関連する強力な地磁気嵐など、近年の事象からも強く示唆されています。
研究者たちが次に挑むべき重要な課題は、これらの極端な粒子の集団の中から、電子と陽電子を明確に区別することです。この目的を達成するため、EOVSAは2026年の完成を目指してEOVSA-15へとアップグレードされる計画です。この新しい機能により、マイクロ波放射の偏光測定が可能となり、高エネルギー粒子の真の性質について決定的な答えが得られるはずです。太陽の28日周期による連続観測の制約は、2024年にESA（欧州宇宙機関）の「ソーラー・オービター」がNOAA 13664を観測したデータによって、ある程度補完されることとなりました。
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ソース元
iXBT.com
Российская газета
Eurasia Review
iXBT.com
Knowridge Science Report
НКК - Наш Красноярский край
56orb.ru
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Bin CHEN | Professor (Full) | Doctor of Philosophy | New Jersey Institute of Technology, Newark | NJIT | Department of Physics | Research profile - ResearchGate
Gregory Fleishman - Google Scholar
MRI RI-Track 2: Development of the Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA)-15--Major Upgrade of a Community Facility for Solar and Space Weather Physics - New Jersey Institute of Technology
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