ハワイ大学天文学研究所の研究者らが、太陽フレア時に太陽雨が急速に形成される理由の謎を解明した。彼らの研究は、鉄などの元素豊度の変化が太陽コロナ内のプラズマの急速な冷却を可能にすると明らかにした。この画期的な発見は、地球への宇宙天気の影響予測を向上させる可能性がある。
太陽雨は、より冷たく重いプラズマの塊からなり、太陽のコロナ—極めて高温のプラズマの最外層—で発生し、これらの塊が表面上空高くで凝縮し、再び落下する。長年、科学者らは太陽フレア時にこの現象が急速に形成される仕組みに困惑しており、従来のモデルでは必要な加熱と冷却に数時間から数日かかると予測されていたが、数分ではないとされていた。
ハワイ大学天文学研究所（IfA）の1年生大学院生ルーク・ベナビッツは、IfAの天文学者ジェフリー・リープおよび同僚のルーカス・A・タールとアンディ・S.H.・トーと共に、このギャップを埋める研究を2025年にAstrophysical Journalに発表した。タイトルは「Spatiotemporal Low First Ionization Potential Abundance: A Catalyst for Coronal Condensation」で、論文（巻992、号1、記事4；DOI: 10.3847/1538-4357/ae019d）は、時間的に変動する元素豊度が急速な形成を説明することを示している。
「現在、モデルはコロナ内の各種元素の分布が空間的・時間的に一定であると仮定しているが、これは明らかにそうではない」とベナビッツ氏は述べた。「鉄のような元素が時間とともに変化することを許容すると、モデルがついに太陽で実際に観測されるものと一致するのは興奮する。物理学が現実味のある形で生き生きとするようになる。」
この発見は、数十年もの定常大気組成の仮定を覆し、太陽加熱プロセスの再評価を促す。「この発見は重要だ。なぜなら太陽の本当の仕組みを理解する助けになるからだ」とリープ氏は説明した。「加熱プロセスを直接見ることはできないので、冷却を代理として使う。しかし、モデルが豊度を適切に扱っていなければ、冷却時間は過大評価されている可能性が高い。コロナ加熱については一からやり直す必要があるかもしれない。新しいエキサイティングな仕事がたくさんある。」
この知見は太陽フレアのシミュレーションに優れたツールを提供し、地球の技術と通信に影響を与える宇宙天気イベントの予測を潜在的に改善する。