上から見た日食：衛星が明かす太陽の姿

HINODE衛星による日食の観測 — 日食：宇宙から撮影された画像で、地球表面からは見えない太陽の外層を明らかにしている。 2012年5月20日の日食。日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）が開発した太陽観測衛星Hinodeによる観測。
画像出典：Hinode/Jaxa/Nasa（新しいウィンドウ）。

科学的要約

Astronooの記事は、HINODE衛星とPROBA-2衛星による宇宙からの日食観測を紹介している。X線と極端紫外線に敏感な装置のおかげで、これらの観測所は地球大気の擾乱なしに太陽コロナ、磁気ループ、コロナ質量放出を研究する。軌道上で見られる月による掩蔽は、コロナプラズマの温度、密度、動力学に関する貴重な診断を提供する。これらのデータは太陽活動の理解を深め、宇宙天気モデルに貢献する。

宇宙から日食を観測することは、なぜ太陽の理解を変えるのか？

本記事は、日食時に衛星が隠された太陽について何を明らかにするかを探る。軌道からは、HINODEやPROBA-2のような機体が地球大気の制約——乱流、X線と極端紫外線の吸収、皆既の短い継続時間——から逃れることができる。したがって、太陽コロナを継続的に観測し、月の縁の複数回の通過を追跡し、高温の磁気構造をマッピングすることができる。これらの観測は、コロナループ、熱勾配、太陽フレアに関連する波動や不安定性を明らかにする。なぜコロナが光球よりも高温なのか、太陽活動が地球の宇宙環境にどのように影響するのかを理解する助けとなる。したがって問いへの答えは二重である。衛星は地上からは不可能な立体視と分光分析の両方を提供し、同時に宇宙天気のための継続的なデータを提供する。本記事では、装置、捉えられた現象、日食研究への宇宙ミッションの貢献を詳述する。

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HINODE衛星が見た日食

太陽コロナに特化した衛星

2006年にJAXAがNASAおよびESAと協力して打ち上げた日本の衛星HINODEは、太陽コロナを極めて高い精度で観測することに特化している。日食の間、HINODEは単なる受動的な観測者ではない。コロナプラズマの高度な診断ツールとなる。

日食中のコロナプラズマの診断

光学望遠鏡（SOT）とX線分光器（XRT）により、HINODEは太陽コロナの強度、温度、磁気構造の変動を記録する。そこでは太陽大気が可視円盤をはるかに超えて数十万キロメートルにわたって広がっている。 2009年7月22日に観測された日食の間、HINODEは月による自然な掩蔽のおかげで、動的なコロナアーチと進行中のコロナ質量放出（CME）を精細に明らかにした。

この宇宙からの視点により、地球大気の擾乱を排除し、希少な精度の分光および熱プロファイルを提供することができる。

Hinode衛星の観測

軌道から撮影された部分日食

2011年11月25日の部分日食。南極大陸、タスマニア、南アフリカ南部、ニュージーランドの大部分から見られた。
画像出典：Hinode/XRT（新しいウィンドウ）。

このシーケンスは、南極大陸と南半球の一部で観測された部分日食を示している。Hinode/XRTのデータにより、太陽円盤の掩蔽を追跡し、軟X線で活動領域を分析することができる。

HINODEの装置の使用と捉えられた現象

高度約600kmの太陽同期軌道に置かれたHINODE衛星は、太陽の表面とコロナを継続的に観測している。2011年1月4日の部分日食の間、衛星の軌道は、その公転中に月の縁が太陽円盤の前を複数回通過することを可能にした。これは多重掩蔽と呼ばれる。

装置

XRT（X-Ray Telescope）：数百万ケルビンのプラズマに敏感な軟X線で太陽コロナの領域を観測した。
SOT（Solar Optical Telescope）：光球と下部彩層を分析した。
EIS（EUV Imaging Spectrometer）：太陽大気の詳細なスペクトルを得ることを可能にした。

現象

月が特定の活動領域を隠すにつれてのコロナのX線強度の変化。
漸進的な掩蔽によって明らかにされた磁気ループのような微細なコロナ構造の観測。
掩蔽前後の比較によるコロナの熱勾配の検出。
磁気不安定性やアルヴェン型波動に関連する急激な強度変動の測定。

PROBA衛星が見た日食

PROBA-2：太陽コロナへの極端紫外線の目

ESAが開発したPROBA衛星シリーズ（PRoject for OnBoard Autonomy）もまた、特に2009年に打ち上げられたPROBA-2により、日食観測において注目すべき役割を果たしてきた。この衛星はSWAP装置（Sun Watcher using Active Pixel System detector and Image Processing）を搭載しており、17.4nm付近の波長で太陽コロナを撮影するEUV（極端紫外線）カメラである。

宇宙から撮影された日食：PROBA-2が見た月の通過

2015年3月20日や2017年8月21日の日食の間、PROBA-2は、月が太陽円盤を部分的または完全に掩蔽することでコロナの活動を詳細に観測できる驚くべきシーケンスを捉えた。大気と皆既の短い継続時間によって制限される地上観測とは異なり、PROBA-2は太陽同期極軌道において太陽上の月の縁の複数回の通過を記録する。

EUVが明らかにするもの：磁気トポロジーとコロナダイナミクス

これらのデータの物理的意義は、太陽磁場線の動的マッピングとEUV放射の急激な変動の研究にある。地球からは不可能なこれらの測定は、地磁気嵐の予測に不可欠な宇宙天気モデルに貢献する。

参考文献

FAQ：衛星が見た日食について知っておくべきこと

なぜ宇宙から日食を観測するのか？

宇宙からは、衛星は地球大気の擾乱を避けることができる。地上からは見えない、太陽コロナが放出するX線と極端紫外線を観測できる。また、より長い観測時間と月の縁の複数回の通過の恩恵を受ける。

どの衛星が日食を観測したか？

HINODE（JAXA/NASA/ESA）とPROBA-2（ESA）のミッションが注目すべき画像を提供した。SOHOやSDOのような他の宇宙太陽観測所も、コロナと太陽活動の研究に参加している。

太陽コロナとは何か？

コロナは太陽大気の外層である。数百万キロメートルにわたって広がり、数百万度の温度に達する。磁気ループ、コロナ質量放出、太陽風の舞台である。

なぜコロナは太陽の表面よりも高温なのか？

この問いは天体物理学の大きな謎であり続けている。宇宙観測は、磁場とアルヴェン型波動がコロナにエネルギーを輸送・散逸させ、極端な温度に加熱していることを示唆している。

宇宙から見た日食は宇宙天気に何をもたらすか？

太陽フレアや地磁気嵐の伝播モデルを検証することができる。継続的な測定は、衛星、通信、電力網に影響を与えうる擾乱の予測に役立つ。

衛星から日食を肉眼で見ることはできるか？

いいえ。部分日食であっても、適切なフィルターなしに太陽を直接観察することは危険である。衛星はX線や極端紫外線望遠鏡のような専門的な装置を用いて、安全に太陽を観測している。