太陽表面下20万km、磁場のゆりかごを探す

太陽の強力な磁場を生成する「磁気ダイナモ（magnetic dynamo）」が太陽表面下約20万kmの深さに存在するという事実が観測を通じて直接確認された。これは地球径の約16倍に相当する深さだ。

米国ニュージャージー工科大学のクリシュネンドゥ・マンダル（Krishnendu Mandal）とアレクサンダー・コソビチェフ（Alexander Kosovichev）研究チームは、約30年間蓄積された太陽振動観測データを分析し、このような結論を導き出したと明らかにした。

##なぜこの発見が重要なのか

太陽の磁場は黒点活動を引き起こし、強力な太陽フレアとコロナ質量放出（CME）を引き起こす源です。これらの現象は地球に向かって荷電粒子雲を放出し、衛星、通信システム、電力網に深刻なダメージを与える可能性があります。

これまで科学者たちは、太陽磁場が表面付近の薄い層で生成されるのか、対流層全体にわたって形成されるのかをめぐって議論を繰り広げてきた。最も有力な仮説は、対流層と輻射層との境界面である「タコクライン（tachocline）」で生成されることだったが、直接的な観測証拠は存在しなかった。

マンダル研究員は「長い間タコクラインが太陽ダイナモにとって重要だと推定してきたが、今や明確な観測的証拠を確保した」と説明した。

30年観測データが明らかにした太陽の秘密

地球の磁場が外核で溶融した鉄の対流によって生成されるように、太陽の磁場も特定の層でプラズマの回転と対流を介して生成されます。ただし、太陽の核は原子が分解される核融合炉であり、内部の3分の2はガンマ線光子で満たされた放射層であり、磁場を生成することはできない。

研究チームは1995年に発射されたNASA-ESA合同太陽圏観測衛星(SOHO)のマイカルソンドップラーイメージャと国立太陽観測所の地上望遠鏡ネットワーク(GONG)データを活用した。これらの機器は、45〜60秒間隔で太陽表面（光球）を横切る振動パターンの変化を測定します。

分析の結果、太陽内部の回転するプラズマ帯が形成する「蝶パターン」が１１年周期で変化する黒点位置パターンと正確に一致した。黒点は、磁場が光球を貫いて上がってきて作られる低温領域で、太陽磁場の指紋と同じだ。

今後の展望 [AI分析]

今回の発見は宇宙気象予報の精度を高めるのに寄与する可能性が高い。タコクラインから始まった磁場変化が表面まで伝播するのに数年がかかるので、内部変化を追跡すれば太陽活動周期の展開をあらかじめ把握できるからだ。

マンダル研究員は「ほぼ3回の11年太陽周期データを確保した今、ついに太陽内部を覗くことができる明確なパターンが現れている」と明らかにした。

太陽フレアとコロナ質量放出による宇宙気象災害が現代社会の主要脅威として浮上した中で、今回の研究は、より正確な予測システム構築の科学的基盤を設けたという評価を受けている。