太陽活動と生命磯部洋明

京都大学大学院

総合生存学館

総合生存学ミニワークショップ

進化・絶滅と宇宙

2017年6月29日

太陽はほとんど全ての生命活動の源ですが

地球

地球大気の外に出ると非常に危険な存在でもあります

X線で見た太陽：爆発＝フレアでいっぱい

可視光

(6000K)磁場

（白い部分がN極、黒い部分がS極）Ｘ線

(1-100MK)

フレアのエネルギー源は黒点の磁場

太陽は電流を生み出す「発電機」！

極端紫外線望遠鏡(NASA/TRACE)で見た太陽フレア

SOHOLASCO

太陽風、コロナ質量放出、高エネルギー粒子

コロナ質量放出が地球に衝突すると…

宇宙天気予報

NICT

宇宙天気現象による被害• 人工衛星の故障

• 通信・放送、GPSの障害

• 宇宙飛行士、航空機被曝

• 発電所・送電線網の障害（停電）

• 1989年に起きた観測史上最大のフレアが現

在の地球を直撃すれば、経済損失は2兆ドル 1989年のフレアで被害をうけた米NJ州の原発の変圧器

電離圏擾乱と通信、測位障害(NICT)

過去最大のフレア/宇宙天気現象：

キャリントンフレア (1859年9月）

• 近代観測史上最大のフレア-宇宙天気現象

• キューバやバハナなど低緯度でもオーロラを観測

• 日本でも弘前や和歌山でオーロラが観測されている（後述）

• 2012年7月23日、キャリントンフレアと同程度と思われるフレアが発生。地球から見て太陽の横側だったので被害はなかった

superflareどこまでいくか？ キャリントンフレア

太陽フレアのエネルギー Flare energy statisticsフレア 発生 頻度

フレアのエネルギー

スーパーフレアの発見 Super flare (Maehara et al. 2012 Nature)

ケプラー衛星（太陽系外惑星探査用の宇宙望遠鏡）

太陽とそっくりの恒星を大量に観測したところ、最大級の太陽フレアの1000倍にもなるスーパーフレアを起こす星を148個も発見！

京大理学部の学部生たちの成果

スーパーフレア想像図

普通の太陽 スーパーフレアを起こす太陽型星

superflare

ナノフレアマイクロフレア

太陽フレア

スーパーフレアの発生頻度

1000 in 1 year 100 in 1 year 10 in 1 year 1 in 1 year 1 in 10 year 1 in 100 year 1 in 1000 year 1 in 10000 year

最大級の太陽フレア

最大級の太陽フレアの100倍 ～1000倍のエネルギーのスーパーフレアは数千年に一回発生

フレア解放エネルギー

フレア 発生 頻度

C M X X10 X1000 X100000

キャリントンフレアの1000倍もの

スーパーフレアで予想される被害

• オゾン層が数年にわたってほぼ消滅

• 地上~40mSvの被曝

• 船内の宇宙飛行士や航空機乗員も深刻

な被曝 (> 4000 mSv)

• 人工衛星壊滅

• 短波通信も不能（飛行機管制ができな

い） Seguraetal.2010

スーパーフレアは太陽でもおきていた？

8世紀と10世紀に大量の宇宙線が飛来（Miyake et al. 2012, 2013)

巨大太陽フレアか？

西暦775年

西暦994年

国立国会図書館デジタルアーカイブ

オーロラの記録（中国）

同治欒城縣志III,19b,京大人文研提供

オーロラの記録（日本）

市立弘前図書館所蔵「山一金木屋又三郎日記」安政６年８月９日条，岩橋氏提供

バビロニア天文誌から発見された最古のオーロラ記録 Hayakawa, Mitsuma, Kawamura, Miyahara, Ebihara, Tamazawa & Isobe, EPS (2016)

い 　そ　 べ　ひ　 ろ　 あ　　き

BCE384, 8/9 or 9/10 DecemberTransliteration: [….] la-am TIR.AN A´ SI u MAR [….]Translation: [….] before (sun)rise, a rainbow stretchedin the north-west direction [….]

9aurora-likerecordsfoundinBCE652-61.5arefoundtobelikelytrueaurora.NotethattherecordinBC567,theearliestlikely-aurorarecordwithdate,hadbeenreportedbyStephenson,Willis,Hallinan(2004).

Cuneiform（楔型文字）onclayboard

10世紀のスーパーフレアに伴うオーロラ？

992年12月に、ドイツ、アイルランド、韓国で同時期にオーロラ観測 宇宙線で作られが放射性同位体が年輪に取り込まれる時間を考えると、994年のイベントに対応か？

西暦775年

西暦994年

Hayakawaetal.Sol.Phys.2016

銀河宇宙線

宇宙からの高エネルギー粒子

太陽高エネルギー粒子

放射線帯

http://www.usss.kyoto-u.ac.jp/etc/symp4/usss_yasuda.pdf

宇宙線スペクトル

銀河宇宙線は太陽活動と逆相関

http://www.usss.kyoto-u.ac.jp/etc/symp4/usss_yasuda.pdf

普通は地表にはあまり届かない

adoptedfromSinghetal.2014

到達高度

まとめ１

• 太陽フレアは、宇宙インフラと電力グリッドに依存する

ようになった現代文明にとっての新しい災害

• 過去150年の近代観測で知られている最大級の太陽フレ

アより1000倍も強力な「スーパーフレア」が太陽型恒

星で発見されている

• 過去の太陽でスーパーフレア？年輪中の放射性同位体と

歴史文献中の低緯度オーロラ中に証拠らしきものあり。

まとめ２

• 太陽フレアを含む宇宙からの放射線は、通常は地表まで

届かない。航空機くらいだと影響がある

• スーパーフレアの場合は、地表でも無視できない被ばく

量。航空機高度だと致死量。オゾン層も破壊される。

• ウイルスや微生物は成層圏にもいるらしい…（大気生物

学！）上空で放射線を浴びたレトロウイルスが地表に戻っ

てきて進化に影響与えたりはしないだろうか？