フォーブシュ減少とは？太陽フレアと宇宙線の関係
原子力を知りたい
原子力に関する用語『フォーブシュ減少』について教えてください。
原子力マニア
フォーブシュ減少とは、太陽フレアによって発生したプラズマ雲が地球に到達し、地球近傍の宇宙線の侵入を妨げる現象です。これにより、地球で観測される宇宙線の強度が減少します。
原子力を知りたい
プラズマ雲が宇宙線の侵入を妨げるのですか？
原子力マニア
そうです。プラズマ雲は荷電粒子で構成されており、宇宙線の経路をそらす磁場を発生させます。ただし、高エネルギーの宇宙線は、この磁場による影響を受けにくいので、減少しません。
フォーブシュ減少とは。
太陽活動が活発になると、太陽から吹き出すプラズマが地球に大量に降り注ぎ、プラズマ雲が地球周辺の宇宙空間を覆います。このプラズマ雲は、銀河や太陽からやってくる低エネルギーの宇宙線を遮断するため、地球周辺で観測される宇宙線の強さが低下します。
この現象を「フォーブシュ減少」と呼びます。ただし、銀河からやってくる高エネルギーの宇宙線には、ほとんど影響がありません。
2003年10月末から11月初めにかけての太陽フレアでは、放射線医学総合研究所が航空機内の放射線量を測定しました。札幌-羽田間やニューヨーク-成田間などの便で、飛行中の放射線量が7～8%減少していることが確認されました。
フォーブシュ減少の定義
-フォーブシュ減少の定義-
フォーブシュ減少とは、太陽フレアなどの太陽活動により宇宙に放出される荷電粒子が地球に到達する現象です。これらの粒子は、地球の大気中の酸素および窒素原子と衝突し、二次的な荷電粒子を生成します。これらの二次粒子は、地球表面近くの粒子線量を増加させる原因となります。フォーブシュ減少は、主に太陽活動の活発な時期に発生し、地球上の電子機器や宇宙飛行士に影響を与える可能性があります。
太陽フレアとフォーブシュ減少
太陽フレアがフォーブシュ減少を引き起こす主なメカニズムは、フレアによって放出される高エネルギー粒子が地球に到達して、大気中の原子と相互作用を起こすことにあります。この相互作用により、大気に含まれる中性イオンが荷電イオンに変化し、大気の電離度が低下します。この電離度の低下が、フォーブシュ減少の主因となります。
宇宙線強度への影響
太陽フレアが発生すると、地球に宇宙線が大量に到着します。宇宙線とは、宇宙空間を飛び交う高エネルギーの粒子で、主に銀河系外からやってきます。太陽フレアが発生すると、太陽から強力な磁気嵐が発生し、この磁気嵐が宇宙線を地球に向けて導きます。
宇宙線強度は太陽活動に大きく影響され、太陽活動が活発な時期には宇宙線強度も増加します。逆に、太陽活動が不活発な時期には宇宙線強度も減少します。太陽フレアは太陽活動の最も激しい現象の一つであり、大規模なフレアが発生すると、宇宙線強度が一時的に大幅に増加します。
高エネルギー宇宙線への影響
-高エネルギー宇宙線への影響-
太陽フレアが放出する高エネルギー粒子は、宇宙線とも呼ばれます。これらの粒子は、星間空間を移動する際に、周囲の物質と相互作用します。この相互作用により、宇宙線のエネルギーが低下することがあります。太陽フレアが活発になると、宇宙線への相互作用が増加するため、宇宙線のエネルギー低下がより顕著に現れます。これにより、宇宙線による地球への到達数が減少します。この現象をフォーブシュ減少と呼びます。
放射線医学総合研究所による観測
放射線医学総合研究所による観測
日本の放射線医学総合研究所は、フォーブシュ減少に関する重要な研究を行っています。研究者らは、宇宙線の観測を行い、フォーブシュ減少の発生と太陽フレアの活動との間に相関関係があることを発見しました。太陽フレアが発生すると、高エネルギーの粒子（宇宙線）が放出され、地球に到達します。これらの宇宙線が地球の大気と相互作用すると、大気の分子がイオン化され、荷電粒子が発生します。この荷電粒子が地球の磁場によって偏向され、偏向された荷電粒子の量が観測されると、フォーブシュ減少が検出されます。