太陽の表面から噴き上がる「回転する柱」は、柱ではなかった。ひだのあるプラズマの幕を横から見た錯覚だと、3次元のシミュレーションが示した

2026.10.30
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皆既日食のとき、黒い月の縁に沿って赤い細い輪が見えます。太陽の表面のすぐ上にある薄い層、彩層（さいそう）です。この層からは、プラズマの細いジェットが絶え間なく噴き上がっています。スピキュールと呼ばれるこのジェットは、長さが6,000〜8,000キロメートル、速さは毎秒数十キロメートル。数分で噴き上がって、たいていは元の場所へ落ちていきます。太陽全体では、いつでも数十万本から数百万本が立っていると見積もられています。

スピキュールには、長く説明のつかない癖がありました。上下に動くだけでなく、くるくると速く回っているように見えるのです。オーストラリアのニューカッスル大学の Sahel Dey さんらは、太陽の内部から大気までを3次元で計算し、この回転の正体に答えを出しました。スピキュールは、1本ずつ回る「柱」ではなかった。ひだの寄った大きなプラズマの「幕」を横から見た、見かけの姿だったというのです。論文は2026年8月に The Astrophysical Journal に掲載されました。

縁から見ているから、柱に見えた

スピキュールが柱や円筒として描かれてきたのには、理由があります。これまでの観測の多くは、太陽の縁、つまり空に投影された2次元の輪郭を見ていました。縁からは、細く立ち上がる線が何本も重なって見えます。それを1本ずつの柱と解釈するのは、自然なことでした。

研究チームは、観測を増やすのではなく、計算で中身を再現する道を選びました。使ったのは Pencil Code という磁気流体のシミュレーションコードです。太陽の表面の下で煮え立つ対流層から、表面、彩層、そしてその上の下部コロナまでを、ひとつの箱の中で3次元に解きます。英国のスーパーコンピューターなどで走らせた大規模な計算です。

計算の中では、表面でぶくぶくと湧き上がる粒状の対流が、太鼓を叩くように大気の底を揺らします。その揺れは磁力線に沿う波になって上へ伝わり、上に行くほどガスが薄くなるので、波は背を伸ばして大きな衝撃波に育ちます。衝撃波が砕けると、大気の一部が何千キロメートルも上へ持ち上げられます。ここまでは、これまでの研究とも大きくは違いません。

上から見ればアコーディオン、横から見れば1本の線

違っていたのは、持ち上げられたプラズマの「形」です。計算の中のプラズマは、細い柱ではなく、アコーディオンのように折り目のついた1枚の幕として立ち上がっていました。上から見下ろすと、ひだが寄った薄い幕です。ところが、望遠鏡がそうしているように太陽の縁から横向きに見ると、折り目が視線の上で重なり、1本の線に見えます。これがスピキュールです。

速く回っているように見えた動きも、同じ理屈で説明がつきます。幕が揺れ、ひだがめくれたり寄ったりすると、横から見た線は左右にねじれて動きます。研究チームは、太陽観測衛星「ひので」と IRIS が記録していたスピキュールの奇妙な動きを、計算した幕を同じ向きから見た映像と並べました。曲がりくねってねじれる幕の投影は、観測と良く合いました。

密なプラズマの柱が1本ずつ回っていたのではなく、幕のひだが横から見えていた。スピキュールの回転は、3次元の運動を2次元に押しつぶしたことで生まれた錯覚だった、というのが研究チームの結論です。

太陽の表面から噴き上がる「回転する柱」は、柱ではなかった。ひだのあるプラズマの幕を横から見た錯覚だと、3次元のシミュレーションが示した

幕のそばに、英国より大きい渦が立っていた

話はここで終わりません。研究チームが計算結果に渦を自動で探すアルゴリズムをかけると、スピキュールとは別の、もっと大きなものが見つかりました。差し渡しが数百キロメートルもあるプラズマの回転する柱が、彩層から上のコロナまで伸びていたのです。回転の速さは最大で毎秒20キロメートル。研究チームはこれを「Coronal Swirling Conduits」、略して CoSCos と名づけました。大きさは英国の幅を超え、太陽全体ではいつでも数千から数百万個があると見積もっています。

CoSCos ができる道筋は2つありました。ひとつは、大気の中で磁力線がつなぎ替わるときに生まれるもの。もうひとつは、スピキュールの幕そのものの縁で生まれるものです。幕は周りの薄いコロナよりはるかに密なので、その縁では圧力と密度が急に変わります。この食い違いが渦を巻き起こします。地球で、海からの風と陸の暖かい空気がぶつかって沿岸に渦ができるのと似た仕組みです。

この渦が、幕の運命を変えます。噴き上がった幕はエネルギーを失って落ち始めますが、自分が巻き起こした渦に引かれて、再び上のコロナへ運ばれていくのです。渦は、幕が持っていた熱と磁気のエネルギーを吸い上げ、コロナへ送り込みます。太陽の表面は約6,000度なのに、その上のコロナは100万度を超えるという「コロナ加熱問題」に、エネルギーと物質を下から上へ運ぶ新しい道筋がひとつ足されたことになります。

太陽の表面から噴き上がる「回転する柱」は、柱ではなかった。ひだのあるプラズマの幕を横から見た錯覚だと、3次元のシミュレーションが示した

まだ計算の中の話

ひとつ念を押しておきたいのは、CoSCos はまだシミュレーションの中にしかいない、ということです。共著者のインド天体物理学研究所の Piyali Chatterjee さんは大学の発表で、観測で確かめるにはコロナの磁場と速度を高い解像度で測る必要があり、それはまだできていないと述べています。「ひので」や IRIS が見てきた、束になって回るスピキュールの群れは、渦のありそうな場所を示してはいますが、渦そのものを見たわけではありません。

それでも、何十年も「細い柱の集まり」として描かれてきたものが、実は「1枚の幕」だったという見方の転換は、太陽の大気の絵を描き直すものです。米国天文学会はこの論文を、同学会の雑誌に載った注目の成果のひとつとして紹介しています。幕と渦が本当にそこにあるかどうかは、いま太陽に向いている新しい観測装置たちが、これから答えを出していくことになります。

太陽の彩層をめぐる観測の話は、以前にもカメラのシャッターを2倍速くしたら、太陽の波が4倍見つかったで書いています。

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