宇宙天気予報：研究者が太陽から地球近傍環境までの太陽風を追跡

研究者らは、太陽での発生から地球近傍宇宙環境への影響までの太陽風の進化を初めて追跡し、宇宙天気現象を2～2.5日前に予測できることも示した。この研究は、宇宙のさまざまな視点から太陽風の伝播と地球近傍環境への影響を結び付けた点で斬新である。これは、宇宙の適切な場所に配置された衛星を使用して、地球に向かう太陽風の伝播を監視でき、宇宙天気予報を大幅に改善できることを証明している。さらに、欧州宇宙機関（ESA）が計画している「Vigilミッション」も、太陽から5億150万kmの最も近い距離にある第2031ラグランジュ点（LXNUMX）から太陽風を監視し、迫り来る太陽嵐を事前に警告することを目的としている。現在開発段階にあるこのミッションは、XNUMX年の打ち上げ後には宇宙天気サービス向けにほぼリアルタイムのデータストリームを提供する予定である。

ある場所の天気予報（風速、降雨量、気温、日照など）は、農業、交通、レジャー、娯楽など、私たちの日常生活に関係するさまざまな理由で重要です。天気の正確な予報は経済を助け、私たちの生活を楽で快適なものにしますが、さらに重要なのは、洪水、サイクロン、熱波、大雨などの悪天候による生命や財産への被害を防ぐために必要な予防措置を講じるためのリソースを動員する時間を与えてくれることです。

地球上の天気は私たちに影響を与えますが、「宇宙の天気」も同様です。私たちの故郷である地球は、太陽と呼ばれる平均的な恒星の恒星系の一部であるため（太陽は、天の川と呼ばれる宇宙の極めて小さな銀河の小さな一部です）、地球上の私たちの生活と文明は、宇宙の状況、特に太陽系の近隣の天候の影響を受けます。宇宙の天候の急激な変化は、地球上および宇宙の生物や電気電子ベースの技術インフラに脅威をもたらします。電子機器やコンピューターシステム、送電網、石油やガスのパイプライン、通信、携帯電話ネットワークを含む無線通信、GPS、宇宙ミッションやプログラム、衛星通信、インターネットなど、これらすべてが宇宙天気の深刻な擾乱によって混乱したり停止したりする可能性があります。宇宙飛行士や宇宙船などの宇宙ベースの施設は特に危険にさらされています。過去にもこのような事例がいくつかありました。たとえば、1989 年 XNUMX 月、大規模な太陽フレアが原因でカナダのケベックで発生した「ブラックアウト」では、電力網が深刻な被害を受けました。一部の衛星も被害を受けました。そのため、地球上の天気予報システムと同様に、宇宙天気予報システムの必要性が高まっています。

まず、地球上の気象現象の主役は、地球の大気中のガス分子からなる「風」の流れです。宇宙の気象の場合、それは「太陽風」であり、太陽の大気の過熱されたコロナ層から地球を含む太陽圏の全方向に放射される電子、アルファ粒子などの高エネルギーのイオン化粒子の流れ（つまりプラズマ）で構成されています。

したがって、宇宙天気の予報には、宇宙における太陽風の形成、強度、動きに関する最新の知見に基づいて太陽風の状態を予測することが含まれます。太陽のコロナ層からの突然の質量放出 (コロナ質量放出または CME) は、激しい太陽風状態または太陽嵐と関連していることがわかっています。したがって、CME または光球磁場の観測により、太陽風嵐を阻止するアイデアを得ることができますが、宇宙天気を予報する通常のシステムでは、モデルと太陽風の観測を組み合わせて現実の推定値を見つける必要があります (データ同化)。これには、太陽での発生から地球近傍の宇宙環境への影響まで、太陽風の進化を定期的に追跡する必要があります。

09年2024月2015日の報道によると、ISROのVSSCの研究者らは、太陽での発生から地球近傍の宇宙環境への影響まで、太陽風の進化を初めて追跡した。2年のISRO火星探査機ミッション（MOM）からのTTC（遠隔測定、追跡、コマンド）無線信号とInSWIM（宇宙天気影響監視のためのインドネットワーク）ネットワークのデータを使用して、研究者らは高速太陽風ストリーム（HSS）の起源、加速、伝播をマッピングし、低緯度地球の電離層への影響を観察した。研究者らは、宇宙天気イベントを2.5～XNUMX日前に予測できることを示した。この研究は、宇宙のさまざまな視点から太陽風の伝播と地球近傍環境への影響を結び付けるという点で斬新である。これは、宇宙の適切な場所に配置された衛星が地球への太陽風の伝播を監視するために使用でき、宇宙天気の予報を大幅に改善できることを示しています。

画像: NASA、STScI *米航空宇宙局（NASA）, ESA と CSA*

欧州宇宙機関（ESA）が計画している「ヴィジル・ミッション」も、太陽から最も近い5億150万キロの第2031ラグランジュ点（LXNUMX）から太陽風を監視し、迫りくる太陽嵐を事前に警告することを目的にしている。現在は開発段階にあり、XNUMX年の打ち上げ後は宇宙天気予報サービス向けにほぼリアルタイムのデータストリームを提供する予定だ。

***

参照：

ジェインRN、ら 2024. 低緯度電離層システムにおける高速太陽風流の影響 - インド MOM と InSWIM 観測を組み合わせた研究。王立天文学会月報、stae2091。発行日: 09 年 2024 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae2091

Turner H.、2024。太陽風データ同化による予測の改善。博士論文。レディング大学。21年2024月XNUMX日。DOI: https://doi.org/10.48683/1926.00116526 利用可能 https://centaur.reading.ac.uk/116526/1/Turner_thesis.pdf