太陽フレアとは？GPS・通信障害・停電リスクをKurzgesagtの動画から学ぶ

太陽は、一見すると滑らかで丸いボールのように見えるけれど、実際は岩石でできた固体ではないんだよ。

その実体は、プラズマという、すごく熱くてドロドロした電気を帯びた粒子の海でできているんだ。

太陽の中では、あまりの熱さに原子が電子と原子核に引き剥がされて、バラバラになった状態で互いの周りを激しく流れ回っているよ。

この電気を帯びた粒子の流れこそが、太陽の活動の源になっているんだね。

このプラズマが動き回ることで、太陽の周りには目に見えない力である磁場が発生しているよ。

太陽の重力場が遠く離れた惑星にまで届いてその軌道を形作っているのと同じように、磁場も太陽の活動に大きな影響を与えているんだ。

でも、磁場と重力は全く性質が違うものなんだよ。

磁場は電磁気力の一つで、電気が動けば磁場が生まれ、磁場が変化すれば電気が生まれるという、お互いに影響し合う関係なんだ。

太陽の中では陽子と電子からなるプラズマが移動することで磁場が発生し、その磁場がさらに粒子の流れを形作るという、ダイナモと呼ばれる動的なフィードバックで活動を維持しているんだクマ。

この磁場は、目に見えないけれど膨大なエネルギーを蓄えていて、常に太陽系全体に漏れ出しているんだよ。

普段の太陽からは、プラズマの細かくて一定の流れが「太陽風」として吹き出していて、これが宇宙の天気のようなものを作っているんだね。

でも、この流れはいつも穏やかでスムーズなわけじゃないんだ。

太陽のプラズマが自転に合わせて回転したり複雑に流れたりすると、磁場はまるで複雑に絡まった糸のように、よじれたりねじれたりしていくよ。

こうして磁場が絡まり合うと、そこに膨大なエネルギーを蓄積した「磁気の結び目」が出来上がるんだ。

そして、この絡まった「磁気の結び目」が限界を超えてプツンと切れたとき、とんでもないことが起こるんだ。

それはまるで、ぎりぎりまでねじり上げたバネの絡まりが、一気に外れて外側へ弾けるようなものだよ。

その瞬間、太陽は蓄えられていたエネルギーと一緒に、プラズマなどの恐ろしい物質を太陽系全体に向かって吐き出すんだ。

これが、私たちが「太陽嵐」と呼んでいる現象の正体なんだね。

太陽が吐き出す恐ろしいものには、大きく分けて二つの種類があるよ。

一つ目は太陽フレアと呼ばれるもので、これは高エネルギーの放射線が津波のように押し寄せてくる現象なんだ。

この放射線は光と同じ速さで太陽系を駆け抜けていくから、太陽で爆発が起きてからたったの8分ほどで地球に到達してしまうよ。

さらに、この強力なエネルギーは周囲にある陽子を掃き集めて、猛スピードまで加速させる「太陽陽子嵐」を引き起こすこともあるんだ。

これらは人工衛星の精密な電子機器を故障させたり、宇宙で活動する宇宙飛行士を被曝させたりする危険があるけれど、地上の私たちは地球の分厚い大気がX線を吸収してくれるバリアになるから、直接的な害を受けることはないんだよ。

二つ目はもっと巨大なもので、コロナ質量放出、通称CMEと呼ばれる現象だよ。

これは太陽の表面を覆う大気から、なんと数十億トン、数百億トンという途方もない量のプラズマが引き裂かれて飛んでくることなんだ。

この巨大なプラズマの塊は、時速900万kmという新幹線や飛行機とは比べものにならない凄まじいスピードで宇宙空間を突き進んでくるよ。

地球までの距離は1億5千万kmもあるから、光の速さのフレアとは違って、地球にぶつかるまでにはだいたい一日くらいの時間がかかるんだね。

普段の太陽風が「小雨」だとしたら、CMEはまさに宇宙を突き進む「モンスター」のようなものなんだよ。

この巨大なプラズマの塊が地球に衝突すると、地球を守っている磁気のバリアである「磁気圏」が激しく圧縮されてしまうんだ。

さらに、もし運悪くCMEが持っている磁場の向きと、地球の磁場の向きが上手く釣り合ってしまったら、二つの磁場は一つに合体してしまうんだよ。

そうなると、巨大な磁気の雲が地球を通過する間、地球の磁場は後ろ側に長い尾のように引き伸ばされていくんだ。

その尾に溜まったエネルギーが限界を超えて地球側へ爆発的に放出されたとき、地上を混乱に陥れる地磁気嵐が始まってしまうんだよ。

エネルギー粒子が大気に流れ込むと、北極や南極の空が綺麗に輝くオーロラが現れるけれど、それは地球が巨大なエネルギーを受け止めている証拠でもあるんだね。

歴史を振り返ると、今から150年以上前の1859年に、太陽でとてつもなく巨大な爆発が起きたことがあるんだ。

これを見つけた天文学者の名前にちなんで「キャリントン事件」と呼ばれているよ。

このときは、人類がこれまでに観測した中で最大級の地磁気嵐が地球を襲ったんだ。

当時はまだ電気がそれほど普及していなかったけれど、たった一つだけ世界中に張り巡らされていたハイテク技術があったんだよ。

それが、電気信号を使って遠くへメッセージを送るための電信システムだったんだ。

この嵐が地球に届いたとき、世界中の電信システムがパニックに陥ったよ。

電線に勝手に強力な電流が流れて火花が飛び散ったり、オペレーターが機械に触れて感電したりしてしまったんだ。

さらに驚くべきことに、電池を繋いでいないのにメッセージが送れてしまうという不思議な現象まで起きたんだよ。

夜空には、普段は見られないカリブ海のような南の国でも見られるほどの巨大なオーロラが現れたんだ。

その明るさは、あまりの眩しさに人々が「太陽が昇ってきた」と勘違いして飛び起きたり、夜中に屋外で新聞が読めたりするほどだったと言われているんだクマ。

もし同じ規模の嵐が現代のネット社会を襲ったら、その被害は想像を絶するものになるよ

現代の私たちは、当時とは比べ物にならないくらい電気に依存した暮らしをしているよね。

1859年の頃は電信線が少しあるだけだったけれど、今の地球は何百万kmもの電線や通信ケーブルで覆い尽くされているんだ。

もしキャリントン事件のような「太陽のハリケーン」が今起きたら、被害額はアメリカだけでも2.6兆ドルという天文学的な数字になると予測されているよ。

壊れたシステムを元の状態に戻すだけでも、4年から10年という長い年月がかかってしまうかもしれないんだ。

実は、2012年にも同じくらいの規模の嵐が起きていて、たまたま地球の軌道をかすめて外れたから助かったけれど、私たちは運良く生き延びているだけかもしれないんだよ。

今の生活から電気がなくなったらどうなるか、具体的に想像したことはあるかな？

太陽嵐によって発生する地磁気嵐は、ただの停電を引き起こすだけじゃないんだ。

実は、大きな発電所で作った電気を家庭で使える電圧に変えるための「変圧器」という巨大な機械を、内部から焼き切ってしまう恐れがあるんだよ。

変圧器はとても複雑で大きな機械だから、一度にたくさん壊れてしまうと代わりのものを用意するのがとっても難しいんだ。

もし広範囲で送電網がストップしてしまったら、私たちの文明は一瞬で麻痺してしまうよ。

特に深刻なのは、私たちの生活を支えているサプライチェーンが途絶えてしまうことなんだ。

電気がなければガソリンスタンドのポンプも動かないし、トラックで食べ物を運ぶこともできなくなるよ。

スーパーの棚からあっという間に食べ物が消えてしまう一方で、農家さんの畑では収穫した食べ物が腐っていくという悲しい状況になりかねないんだね。

さらに、電力が不足している状態では、壊れた電気網を修理するための工場を動かすことさえ難しくなるよ。

「お腹をすかせた文明」をもう一度再起動させるのに、何十年も、あるいは何百年もかかると心配している専門家もいるくらいなんだ。

最近の研究では、私たちの太陽のような穏やかな星でも、数千年に一度は「スーパーフレア」という超巨大な爆発を起こすことがわかってきたよ。

これはこれまでに観測されたどんな嵐よりも強力で、何の準備もなしに襲われたら壊滅的な被害を受けることになるんだ。

10年以内に大きな嵐が来る確率は12%くらい、50年以内なら五分五分という予測もあるから、決して他人事ではないんだね。

怖いお話ばかりしちゃったけれど、パニックにならなくても大丈夫だよ！

私たちは150年前の人たちよりも、太陽のことをずっとよく理解しているし、科学技術も進歩しているからね。

現在、科学者たちは太陽観測専用の衛星を使って、太陽の機嫌を24時間体制でずっと見守っているんだ。

もし巨大なCMEが地球に向かって吐き出されたとしても、それが地球に届くまでに数時間から数日の猶予があることがわかっているよ。

この「前もって知ることができる」というのが、対策を立てる上で一番の鍵になるんだ。

この猶予時間があれば、送電網を管理しているエンジニアたちは、大切な機械を守るためにあえて一時的な停電を起こすことができるんだよ。

変圧器などの重要な設備をあらかじめネットワークから切り離してオフラインにしておけば、太陽嵐がもたらす異常な電流で機械が焼き切れるのを防げるんだ。

いわば「嵐が過ぎ去るまでコンセントを抜いておく」ような対策だね。

こうして余分な電気を逃がすルートを確保しておけば、嵐が去った後にすぐ電気を復旧させることができるんだよ。

電気のネットワークをアップグレードして守るためのコストは、他の自然災害への対策に比べればずっと安く済むとも言われているんだ。

最後に大切なのは、私たちがこのリスクをちゃんと「現実のもの」として受け止めて、準備を進めておくことなんだ。

太陽は私たちに命の源である温かい光を届けてくれるけれど、時々は強烈なエネルギーを送ってくる気まぐれな存在だよ。

だからこそ、科学の目を持って空を見守り、知識という盾を持って賢く備えていこうね。

宇宙天気予報という言葉をニュースやネットで見かけたら、「今日は太陽さんの機嫌はどうかな？」って気にしてみるのも素敵な一歩だよ。

いつか来るかもしれない「太陽のハリケーン」に負けないように、みんなで力を合わせて文明を守っていこうクマ！