半年以上にわたる太陽探査を経て、西和衛星はどんな秘密を持ち帰ったのでしょうか？

「『曙河』の打ち上げ後、宇宙で初めて太陽の全面Hαスペクトル、Si Iスペクトル、Fe Iスペクトルの微細構造とスペクトル画像、および数十の太陽フレアに関するデータを取得しました。」 7月19日、教育部の「教育10年」「1+1」シリーズの科学技術革新改革と発展における大学の成果に関する記者会見で、中国科学院院士、「西和」首席科学顧問、南京大学教授の方成氏がこの最新の進展を嬉しそうに明らかにした。

「西和」の正式名称は「太陽Hαスペクトル検出およびデュアルスーパープラットフォーム科学技術実験衛星」で、2021年10月14日に打ち上げられました。「西和」の打ち上げは、我が国が太陽探査専用の衛星を保有していなかった歴史を打ち破りました。

「我々は現在、太陽を三次元的に探査し、さまざまな角度から観察する計画を開始しています。例えば、我々は西和2号衛星の予備研究を開始しており、5年以内にラグランジュ点L5に打ち上げる予定です。この地点では太陽の引力が地球の引力と同等で、衛星は太陽を側面から観測することができます。さらに、国内の太陽物理学コミュニティは、太陽の北極と南極を観測するために、5年以内に西和3号衛星を打ち上げる計画もあります」と方成氏は述べた。

Si Iスペクトル線の完全なプロファイルが宇宙で初めて観測されました

方成氏は、「西和」の高スペクトル分解能と高時間分解能の観測により、太陽の光球と彩層の詳細な「CT」スキャンを実行できると紹介した。衛星の主な科学的搭載物である Hα 分光撮像装置は、太陽の唯一の「写真家」です。 46秒間で4,600ステップ以上の全ディスクスキャンを完了し、1,600万点以上のスペクトル情報を取得し、300波長点以上の太陽画像を取得できます。これらのスペクトルには、太陽の光球と彩層のさまざまなレベルの大気情報が含まれています。

2021年10月24日0時52分、「西河」は正式に「開眼」し、初の光観測を達成した。

「Hα分光イメージャーのピクセルスペクトル解像度は0.024オングストロームに達し、これは地上フィルターの解像度の約10倍であり、より正確なスペクトル線情報を取得できることは特筆に値します。」 「西和」科学応用システムの主任設計者で南京大学天文宇宙科学学院教授の李川氏は科技日報にこう語った。

観測中に、「西和」は太陽のHαスペクトル線、Si Iスペクトル線、Fe Iスペクトル線のスペクトルプロファイルを初めて取得しました。

Fang Cheng 氏は、太陽の Hα スペクトル線、Si I スペクトル線、Fe I スペクトル線が太陽大気中の異なる高度で生成されることを紹介しました。その中でも、Hαスペクトル線は太陽の下層大気における太陽活動に対する反応が最も強いスペクトル線です。 Hαスペクトル線の中心は、太陽光球の底から約1300～1500キロメートルのところに形成され、太陽の彩層の情報を反映することができ、線の翼は太陽光球の情報を反映します。 Si I スペクトル線は、太陽の光球の底から約 50 ～ 60 キロメートルのところで形成されます。 Fe I スペクトル線は光球の底から 200 ～ 300 キロメートルのところで形成されます。

「3つのスペクトル線の情報を分析することで、異なる高度における太陽大気中の物理量の分布を明らかにすることができる」とファン・チェン氏は語った。

ユニークなのは、従来、地上から観測する場合、Si I スペクトル線は地球の大気中の水分子のスペクトル線に隠され、捉えるのが困難だったことです。宇宙のスペクトル線情報は地球の大気の影響を受けません。 「西和」は、世界で初めてSi Iの完全なスペクトル線プロファイルの直接観測を達成しました。

「Si I スペクトル線を取得した後、それを他のスペクトル線と組み合わせて太陽大気の温度と密度を逆算することができ、太陽の大気構造を研究するのに役立ちます」とファン・チェン氏は語った。

フルディスクドップラー速度場は高精度であり、これは拡大鏡を使用して太陽活動プロセスを観察するのと同等です。

Xihe は、全太陽ディスクのスペクトル撮影に加えて、太陽活動に基づく局所的な太陽ディスクのスペクトル撮影や定点スペクトル観測も実行できます。

方成氏は、「曦和」は太陽面上の任意の地点におけるHαスペクトル線の詳細なプロファイルを取得できるため、これまでの観測では達成できなかった太陽面全体の高精度な彩層ドップラー速度場を逆変換できると紹介した。同時に、「西和」は高精度の全ディスク光球ドップラー速度場も取得しました。ピクセルスペクトル解像度とスペクトル線プロファイルフィッティングの分析により、速度場の精度は 0.06 km/s より良好です。

この数字は何を意味していますか？李川氏は、太陽が人間に与える影響は、時折起こる太陽フレアやコロナ質量放出に特に表れていると説明した。フレアとは、太陽の局所的な領域が突然明るくなる爆発的な活動です。中程度の強度のフレアは、ガンマ線から電波まで強力な放射線を放出し、その総エネルギーは原子爆弾の爆発約10億～100億回分に相当します。コロナ質量放出は太陽上で起こる物質の大規模な爆発です。 1 回の爆発で、約 1 億～ 10 億トンの物質が惑星間空間に放出される可能性があります。

「太陽の爆発によって放出された物質は宇宙空間を非常に速く移動しており、その速度は秒速数百から1000～2000キロメートルであることが多い。速度は物質の運動エネルギーと力の状態も反映している。秒速0.06キロメートルの精度は、太陽活動の過程を拡大鏡で観察し、爆発活動の誘発原因とその伝播過程を理解することに相当する」と李川氏は述べた。

現在、「Xihe」は毎日約1.2Tbの生データを生成しています。予備分析の後、科学研究チームはそれを科学者が直接使用できる科学データに生成します。

原題：半年以上を経て、明らかになった秘密とは？西河が初めて3つの太陽スペクトルプロファイルを取得

科技日報記者 金鋒

出典：科技日報