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人类の宇宙进出には、地球と太阳间の磁场构造を理解することが重要である。しかし、太阳表面から地球の间の磁场は直接観测することは难しく、これまでユリシーズやボイジャーなどの宇宙探査机による観测があるものの、太阳近傍は高温?高放射线の过酷な环境であるために最新の宇宙探査机であっても近づけず、その理解が十分ではない。

© The Tibet ASγ Collaboration, 太陽表面の磁場から理論モデルで推測された太陽近傍の磁力線。太陽の北極と南極から出た磁力線は、低緯度方向に伸び太陽風に乗って地球まで届く。

東京大学宇宙线研究所を中心とする国際研究グループ（チベット础厂γ実験、中国チベット自治区に中国と共同で建設された空気シャワー観測装置）は、地球に届く銀河宇宙線が太陽によって遮られる現象、「太阳の影」を1996年から2009年まで観測して解析し、その大きさが11年の太陽活動周期と相関して変化していることを発見した。また、「太阳の影」の変化を利用して、太陽近傍の磁場構造を予測する2つの理論モデルを検証した結果、太陽近傍の電流が磁場構造に与える影響を考慮したCSSSモデルが「太阳の影」の実験結果をよく再現することが分かった。これは、銀河宇宙線中にできる「太阳の影」を用いて太陽近傍の磁場構造の検証を行った世界で初めての成果である。

この成果は、太阳磁场构造をさぐるための新しい手法を提供するものであり、今后、観测精度をあげることで、より详细に太阳の磁场构造を诊断できるようになると期待される。なお、本研究は、14年间にわたる宇宙线データの蓄积と、电荷を持つ宇宙线が磁场中で曲げられることを利用したもので、长期间の宇宙线の连続観测により可能となった。

本論文は Physical Review Letters (PRL) の “Editor’s Suggestions” に選ばれた。

また、米国物理学会(础笔厂)の运営するウェブサイト笔丑测蝉颈肠蝉で绍介文付きで取り上げられた。
Synopsis:

论文情报

K. Hakamada, J. Huang, K.Kawata, K. Munakata, M. Nishizawa, M. Ohnishi, M. Takita, T. Yuda et al.,
“Probe of the Solar Magnetic Field Using the Cosmic-Ray Shadow of the Sun”,
Physical Review Letters 111 2013: 011101-011105, doi: 10.1103/PhysRevLett.111.011101.

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