2013-08-03

太陽と地球 未知なる攻防・・・3.太陽から放出される磁気。それらが地球に与える影響。

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                                     (画像はコチラからお借りしました)
 
前回の「太陽から地球へ流れ続ける、一定のエネルギー」では太陽から出る電磁波・物質について説明しました。
 
今回はそれらが太陽から出るメカニズムについて追求していきます。
 
前々回の太陽活動の表より、今回注目するのは黄色の部分になります。
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☆☆☆太陽風の起こる原因は太陽の磁場
 
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地球では、方位磁石のN極が北極(正確には北磁極)を指します。
地球の北極に磁石のS極があるため、方位磁石のN極が引きつけられるのです。南極には磁石のN極があり、地球は、それ自身が1つの大きい磁石になっています。
太陽では磁場はどのようになっているのでしょうか。
太陽表面は、強い磁石が何個もちりばめられた、複雑な磁場構造を持ちます。記事上部にある図の線が太陽表面の磁力線です。複雑に入り乱れた磁力線構造が分かります。
では、この磁力線はどのようにして太陽から出ているのでしょう?

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☆☆☆磁力線が太陽外部へ飛び出すメカニズム
 
太陽は地球と同じく自転しており、その回転に伴って太陽内部にはプラズマが無数に存在し、それらが動くことで数十億アンペアの電流が発生しています。
これによって1ガウス程度の強力な磁力線が南北方向に発生します。太陽の回転は高緯度地帯では1周32日、低緯度地帯では1周27日と低緯度地帯の方が速く、赤道部の動きに引きずられて南北方向の磁力線も東西赤道部に巻き付くようにズレていきます。
 
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こうして何年もの間に東西赤道部を中心に引き伸ばされ狭い範囲に平行して走り密度を増した磁力線は互いに反発しあい、部分的に光球面から浮き上がります。浮き上がり場所が黒点と呼ばれています。
 
☆☆磁気が太陽から離れ始めると磁気リコネクションが起こる
 
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太陽表面から浮かび上がった磁力線はループ構造となり、再び太陽へと戻っていきます。しかし、このループが大きくなってくると、磁力線同士がループの途中で結合します。これを磁気再結合【磁気リコネクション】と言います。磁気リコネクションによって磁気エネルギーが熱エネルギー・運動エネルギーへと変換されます。
100万度のコロナプラズマが数千万度にまで加熱され、多量の電子や陽子が加速されます。
 
 
☆☆☆フレアによって運ばれるプラズマ・磁気
 
磁気リコネクションにより、太陽コロナ内のプラズマが宇宙側と太陽側へと飛ばされます。この現象をフレアと言います。
フレアと同時に衝撃波やプラズマ、磁気が噴出し、時おりそれらは地球に接近して、突然の磁気嵐を起こします。
フレアが発生すると、多くのX線、ガンマ線、高エネルギー荷電粒子が発生します。またフレアに伴い、太陽コロナ中の物質・磁気が惑星間空間に放出されます。
 
 
☆☆太陽風は低速・高速に分かれている
 
フレアに飛び出したプラズマ・物質は宇宙に出ると太陽風と呼ばれます。
前回扱った定常的な太陽風と比較すると、高速かつ高エネルギーとなっています。
 
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☆☆☆地磁気をも揺るがす~磁気嵐~
 
太陽風が地球にぶつかると、プラズマなどは衛星へ、磁気は電子機器へと影響を及ぼします。
これを磁気嵐と呼びます。
例えば1989年3月13日、太陽フレアによる強い磁気嵐が起きた際には、激しいオーロラ嵐による磁場の変動が原因となってカナダのケベック州にある発電所の送電システムが障害を起こし、長時間の停電が発生しました。
大規模な磁気嵐はコロナ質量放出が強い南向き磁場をともなって地球磁気圏に吹きつけた場合に発生します。
このような磁気嵐はフレア発生から1~数日後に観測され、太陽フレアが太陽黒点の活動と関係していることから太陽黒点数が多い太陽の活動が活発なときに発生しやすくなっています。
 
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今回は太陽のプラズマ・物質が出るメカニズムについて紹介しました。
太陽の磁力線がねじれる仕組み、磁気リコネクションを通して発生する太陽風。
次回から地球に届くまでの宇宙空間での太陽風の様子、太陽風が届くことによって起こる地球側の現象をさらに追求していきます。
お楽しみに!

List    投稿者 staff | 2013-08-03 | Posted in D.地球のメカニズムNo Comments » 

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