Simple Science

最先端の科学をわかりやすく解説

# 物理学# 太陽・恒星天体物理学# 宇宙物理学

2021年4月17日に重要な太陽の噴火が観測された

強力な太陽イベンがエネルギー粒子を放出して、いくつかの宇宙船に観測された。

― 1 分で読む


大規模な太陽の噴火が観測さ大規模な太陽の噴火が観測された宇宙船によって検出された。太陽から放出されたエネルギー粒子が複数の
目次

2021年4月17日、太陽からの大規模な噴火があって、太陽エネルギー粒子(SEP)として知られるエネルギー粒子が大量に放出されたんだ。このイベントは、異なる位置にいる複数の宇宙船によって観測されたことで、科学者たちが幅広いデータを集められたから注目されたんだ。

何が起こったの?

この太陽のイベントは、プラズマとエネルギー粒子が宇宙に放出される強力な噴火で始まった。これは太陽フレアとコロナ質量放出(CME)に関連しているんだ。フレアは太陽の突然の明るさのバーストで、CMEは太陽のコロナからのプラズマと磁場の大規模な放出を含んでいるよ。

このイベント中、5つの異なる宇宙船が粒子を観測したんだけど、それらは太陽から0.42から1天文単位(AU)離れた場所に配備されていた。こうした広範囲の観測が、エネルギー粒子が宇宙をどう移動して、どういう場所に到達したのかを理解するのに役立ったんだ。

観測と測定

観測した宇宙船には、BepiColombo、Parker Solar Probe、Solar Orbiter、STEREO A、そして近地の宇宙船が含まれている。これらの宇宙船はそれぞれ貴重なデータを提供し、太陽の噴火の特徴やそれに伴う粒子イベントを分析するのに役立ったよ。

観測結果から、高エネルギーの電子と陽子が生成されて、宇宙船によって異なる強度レベルで検出されたってわかった。この粒子は地球や宇宙での技術に影響を与える可能性があるから、すごく興味深いんだ。

異なる宇宙船、異なる観測

  1. BepiColombo: この宇宙船は噴火の源に最も近く、エネルギー粒子が高レベルで記録された。宇宙への粒子注入の早い兆候を示したよ。

  2. Parker Solar Probe: BepiColomboより少し遠かったけど、それでも重要な粒子の強度や最も衝撃的なイベントのプロファイルを記録したんだ。

  3. Solar Orbiter: 前の2つに比べて太陽からさらに遠くに配置されていて、SEPの特性が異なっていて、粒子の到達時間が遅れたんだ。

  4. STEREO A: 他の宇宙船と比べて、あまり強い粒子イベントを検出しなかった。これは噴火からの距離や角度を反映しているね。

  5. 近地宇宙船: 地球-太陽のL1ポイントに位置していて、高エネルギー粒子を記録したけど、イベントは徐々に弱かったんだ。

イベントのタイミング

太陽フレアは16:00 UTに始まって約1時間続いた。エネルギー粒子は異なる宇宙船に遅れを伴って到達し始めた。例えば、BepiColomboにはフレアが始まって数分後に粒子が到着したけど、Parker Solar ProbeやSolar Orbiterにはもう少し遅れて到達したんだ。

SEPが検出されるタイミングは、粒子が宇宙をどれくらい速く伝播するかを理解するのに重要なんだ。この情報は、太陽噴火の際の条件やプロセスについて科学者たちに教えてくれるよ。

CMEの役割

この太陽フレアに関連するCMEは比較的遅い速度で、約880キロメートル毎秒だった。速度は遅かったけど、このCMEは粒子の加速と放出に大きな役割を果たしたんだ。その構造や拡大がエネルギー粒子生成の条件を作り出したよ。

CMEによって作られた衝撃波が粒子を加速させたかもしれなくて、SEPの広範囲な検出に寄与したんだ。こうした相互作用を理解することで、科学者たちは太陽粒子が宇宙をどう移動するのか、そしてそれが宇宙船や地球上の技術にどんな影響を与えるかについてもっと学べるんだ。

ラジオ観測

このイベント中にラジオ放射も観測されて、異なるタイプのバーストが粒子加速を示していたよ。タイプIIIラジオバーストは速い電子ビームに関連付けられていて、いろんな宇宙船によって記録されたんだ。これらのバーストのパターンが、粒子注入の方向や強度を分析するのに役立ったよ。

観測から、これらのラジオ放射の源が変わる可能性があって、粒子の注入ポイントが複数あったことを示唆しているんだ。いくつかのバーストがあったのは、イベント中にいろんなプロセスが働いていたことを示してるんだ。

意義と結論

この太陽イベントは、太陽噴火の複雑さや粒子加速の関連ダイナミクスを際立たせているんだ。異なる宇宙船が提供した豊富なデータが、エネルギー粒子が内側の太陽系にどう広がっているかを明らかにしたよ。

このイベントの発見は、太陽物理に対する理解を深めるだけでなく、太陽活動が地球上の技術や生活に及ぼす影響を予測し、軽減する能力を向上させるんだ。収集したデータは今後の研究に役立ち、これからの太陽現象に備えるのに助けになるよ。

2021年4月17日の太陽イベントは、複数の宇宙船からの共同観測が、太陽の行動や太陽系への影響をどれだけ理解するのを豊かにするかの重要な例なんだ。

オリジナルソース

タイトル: The 17 April 2021 widespread solar energetic particle event

概要: Context. A solar eruption on 17 April 2021 produced a widespread Solar Energetic Particle (SEP) event that was observed by five longitudinally well-separated observers in the inner heliosphere at heliocentric distances of 0.42 to 1 au: BepiColombo, Parker Solar Probe, Solar Orbiter, STEREO A, and near-Earth spacecraft. The event produced relativistic electrons and protons. It was associated with a long-lasting solar hard X-ray flare and a medium fast Coronal Mass Ejection (CME) with a speed of 880 km/s driving a shock, an EUV wave as well as long-lasting radio burst activity showing four distinct type III burst. Methods. A multi-spacecraft analysis of remote-sensing and in-situ observations is applied to attribute the SEP observations at the different locations to the various potential source regions at the Sun. An ENLIL simulation is used to characterize the interplanetary state and its role for the energetic particle transport. The magnetic connection between each spacecraft and the Sun is determined. Based on a reconstruction of the coronal shock front we determine the times when the shock establishes magnetic connections with the different observers. Radio observations are used to characterize the directivity of the four main injection episodes, which are then employed in a 2D SEP transport simulation. Results. Timing analysis of the inferred SEP solar injection suggests different source processes being important for the electron and the proton event. Comparison among the characteristics and timing of the potential particle sources, such as the CME-driven shock or the flare, suggests a stronger shock contribution for the proton event and a more likely flare-related source of the electron event. Conclusions. We find that in this event an important ingredient for the wide SEP spread was the wide longitudinal range of about 110 degrees covered by distinct SEP injections.

著者: N. Dresing, L. Rodríguez-García, I. C. Jebaraj, A. Warmuth, S. Wallace, L. Balmaceda, T. Podladchikova, R. D. Strauss, A. Kouloumvakos, C. Palmroos, V. Krupar, J. Gieseler, Z. Xu, J. G. Mitchell, C. M. S. Cohen, G. A. de Nolfo, E. Palmerio, F. Carcaboso, E. K. J. Kilpua, D. Trotta, U. Auster, E. Asvestari, D. da Silva, W. Dröge, T. Getachew, R. Gómez-Herrero, M. Grande, D. Heyner, M. Holmström, J. Huovelin, Y. Kartavykh, M. Laurenza, C. O. Lee, G. Mason, M. Maksimovic, J. Mieth, G. Murakami, P. Oleynik, M. Pinto, M. Pulupa, I. Richter, J. Rodríguez-Pacheco, B. Sánchez-Cano, F. Schuller, H. Ueno, R. Vainio, A. Vecchio, A. M. Veronig, N. Wijsen

最終更新: 2023-03-20 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2303.10969

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2303.10969

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

著者たちからもっと読む

類似の記事