【プレスリリース】太陽最古の謎 解決に王手 スーパーコンピュータ「京」による世界最高解像度計算で 太陽の磁場生成メカニズムを世界で初めて解明 - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/44816


千葉大学大学院理学研究科の堀田英之特任助教らの国際チームは、スーパーコンピュータ「京」で可能になった超高解像度計算により、太陽活動11年周期を作るような大規模な磁場構造を生成・維持するメカニズムを世界で初めて解明しました。本研究成果は、米科学誌『Science』(25 March 2016, VOL. 351)で発表されます。


研究の背景 ~地球環境に大きな影響を及ぼす黒点の11年周期の謎

太陽には黒点という強磁場領域があり、その科学的観測はガリレオ=ガリレイが400年以上前に始めて以来、現在に至るまで継続されています。この黒点数は11年の周期で変動していますが、そのメカニズムは未だ明らかになっておらず「太陽最古の謎」と呼ばれます。また、1600年代中頃から70年程度黒点がなかった時期があり、その期間には地球が寒冷化していたことが示唆されています。謎の解明は地球環境を考える上でも急務だと考えられています。

太陽内部は乱流で占められており、この乱流運動が磁場を生成していると考えられています。太陽内部に存在する高度なカオス的運動をする小スケールの乱流の中から、11年の周期を生み出す秩序立った大規模磁場を生み出す過程が大きな謎でした。ここで高度な乱流とはより小さなスケールまで乱れた流れが混在する状態をあらわします。


研究の成果~スーパーコンピュータ「京」を用いた超高解像度計算

スーパーコンピュータ「京」のような大規模計算機を効率的に扱うために、研究チームが独自に開発した計算法「音速抑制法」※を用いることで可能になった超高解像度計算により、カオス的小スケールの乱流から大規模な磁場を生成するメカニズムが明らかになりました。

計算では、カオス的状況を維持しながらも10年スケールの磁場活動の周期を再現しました。超高解像度計算では小スケールの磁場生成が活発になることで流れ場を強く抑制し、秩序立った大スケールの流れのみが許されるようになります。

その結果、カオス的な状況の中でも秩序立った磁場が生成

されることが明らかになりました。※音速抑制法とは、計算負荷軽減のために実効的な音速を遅くする方法である。

これまでの手法に比べて大規模計算機を効率的に使える。


研究者の想い(堀田英之 特任助教)

この成果により、太陽磁場生成メカニズムの重要な部分が明らかになりました。これからは衛星を中心とする観測によって、今回発見した理論の詳細を確かめることで、太陽最古の謎の本格解決を目指したいと思います。

続きはソースで