黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

12月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　12月は、黒点観測を26日間実施できました(白色光画像の12月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、11月のNOAA 12898～12901が引き続きあり、NOAA 12902～12922の21群が新たに出現しました。1日から12日までの間に無黒点の日が4日間あった一方で、12月下旬には黒点相対数が100を超える日が5日間ありました。黒点相対数の月平均値は61.23 (北半球 18.35、南半球 42.88) となり、全体値・南北半球別値とも第25周期の最高値を更新しました。

　フレアの月間発生数も増加しました。GOES (※2) 衛星のX線観測では、X線強度Bクラス以上のフレアが270回確認され、こちらも第25周期の最高値を更新しました。図1に2020年1月以降の月間フレア発生数を規模ごとに集計したグラフを示します。12月はCクラスフレアの発生数 (162回) がBクラスのそれ (100回) を上回る結果になりました。これは、月の中頃から下旬にかけてベースラインのX線強度がCクラス近くまで高まり、より小さなBクラスのX線変動がフレアとしてとらえられなくなったためです (GOES衛星が測定した12月のX線フラックス変化)。三鷹の太陽フレア望遠鏡によるカルシウムK線画像をまとめたムービー1では、この期間に多くの活動領域が立て続けに出現し、5群以上が常に太陽面上にあったことがわかります。カルシウムK線で明るく見える活動領域群はX線でも明るいため背景X線強度が上昇したわけです。

　12月はフレア活動が活発な活動領域が多く、5つの活動領域で8回のMクラスフレアが発生しました。これらの多くは、発生時刻が日本の夜の時間帯であったり三鷹の天気の都合でデータ取得がかなわず、太陽フレア望遠鏡で観測できたのは12月28日4:10 UTに活動領域NOAA 12918で発生したM1.8フレアのみです。図2にそれぞれの波長で見たNOAA 12918の構造、ムービー2にHα線でとらえたM1.8フレアの時間変化を紹介します。ムービーで見られるように、このフレアは活動領域の西 (右) 側の比較的狭い範囲が発光している点が注目されます。

　 活動領域の磁場は西からN極-S極 (白-黒) の大きな双極磁場配置になっていますが、よく見るとN極の中に小さなS極があり、ここがHα線の発光領域と重なっていることが図2からわかります。N極の中の島状のS極は28日に出現したもの (12月26-29日のNOAA 12819の磁場分布) で、同日にNOAA 12918で起こった2回のMクラスフレア (先記のM1.8と16:20 UTのM1.6) はこれが引き金になったものと考えられます。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. 2020年1月～2021年12月の月別フレア発生数グラフ。積み上げ棒グラフの色はフレアの規模 (小さい方からX線強度Bクラス・Cクラス・Mクラス・Xクラス) ごとの集計を表し、各クラスの発生数のラベルを付けています。


ムービー1. 2021年12月15日から31日までのカルシウムK線太陽全面画像をつなぎ合わせたムービー。活動領域をラベル付きの黄色の四角形で囲んで指示しています。[太陽フレア望遠鏡で撮影]


図2. 2021年12月28日の太陽全面の (左) 連続光画像、(中央) 赤外線偏光 (磁場分布)、(右) Hα線画像。紫色の四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12918があり、その部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。Hα線画像はM1.8フレア発生中のものです。水色の四角はムービー2の表示範囲を示しています。[太陽フレア望遠鏡で撮影]


ムービー2. 活動領域NOAA 12918で2021年12月28日4:10 UTに発生したM1.8フレアを観測したHα線ムービーと説明図。活動領域の西 (右) 側の比較的狭い範囲でフレアの発光が起こっていることがわかります。 [太陽フレア望遠鏡で撮影。図をクリックするとムービーが再生されます。別の画面でムービーを見たい場合は「新しいタブでムービーを見る」、説明図を見たい場合は「新しいタブで説明図を見る 」]

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

11月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　11月は、好天が続き黒点観測を25日間実施できました(白色光画像の11月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、10月のNOAA 12887～12889・12891が引き続きあり、NOAA 12892～12901の10群が新たに出現しました。活動領域の出現数は10月と同じでしたが、黒点相対数の月平均値は33.92 (北半球 16.56、南半球 17.36) で、全面の値で10月の91%ほどになり2カ月連続で減少しています。

　フレアの月間発生数は、10月の72%ほどになりました。GOES (※2) 衛星のX線観測では、X線強度Bクラス以上のフレアが175回確認されました。このうちMクラス3回を含む94回は11月上旬に発生していて、13日以後のフレア発生はBクラスのみになっています。11月に出現した活動領域のほとんどは、フレア活動が不活発なものでした。

　Mクラスフレアを発生したのは、10月から引き続き太陽面にあった活動領域NOAA 12887とNOAA 12891でした。その中でも、11月2日にNOAA 12891で発生したM1.7フレアは、その振る舞いと地球への影響の点で注目されます。このフレアは2日1:20 UTに始まりましたが、通常のフレアよりもX線フラックスの増加が緩やかで、開始からおよそ1時間40分経った3:01 UTにピークを迎えました。図1に示したX線フラックスの変化グラフで見られるように、開始後の増加だけでなくM1.7でピークを迎えた後の減衰も緩やかで、特徴のある長時間継続イベント (Long Duration Event. LDE) でした。

　三鷹の太陽フレア望遠鏡でも、雲に阻まれて断続的ながらHα線のツーリボン (two ribbon) 構造の発展をとらえることができました。図2右パネル中の00:24 UTの画像で見えているフィラメントの一部が1:39 UTの画像では無くなっていて、図1の結果と併せると、上昇するフィラメントに付随して引き上げられた磁場が次々と磁気再結合を起こして少しずつエネルギーが解放されたと考えられます。また、このフレアは、タイミング良くひので衛星のX線望遠鏡でも観測できましたので画像を紹介します。図3で、太陽の中心近くにろうそくの炎のような形をした明るいコロナループ (ポストフレアループ) が見えています。図2左パネルと比較すると、ポストフレアループの足元付近がHα線のツーリボン構造に当たっていることがわかります。

　 LDEはコロナ質量放出 (CME) を伴うことが多く、今回のフレアでは地球向きのCMEを併発しました。このCMEは11月3日19:25 UT頃から4日にかけて地球に到来し、Dst指数で-115 nTを記録する大きめの磁気嵐を引き起こしました。オーロラの活動も活発になり、米国カリフォルニア州では赤い低緯度オーロラ (外部サイト:Spaceweather.com Realtime Image Gallery) も観測されました。M1.7フレア/CMEが引き起こした激しい磁気圏活動は、10月に発生したX1.0フレア/CMEでのそれとは対照的です。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. GOES衛星が観測した2021年11月2日の太陽X線フラックスの変化。青色の線 (緑色の線) と赤色の線 (黄色の線) は、それぞれGOES-16 (GOES-17) 衛星による短波長 (0.05 - 0.4 nm) と長波長 (0.1 - 0.8 nm) のX線フラックスを表しています。同日1:20 UTに始まり3:01 UTにピークを迎えたM1.7フレアの変化が確認できます。[Data from NOAA/SWPC]


図2. 2021年11月2日の (左) 5:38 UTの太陽全面Hα線画像と(右) 活動領域NOAA 12891で発生したM1.7フレアの時間変化 (0:24～5:38 UT)。左パネルの水色の四角枠で囲まれた場所にNOAA 12891があり、右パネルではその部分を拡大した画像を撮影時刻順 (上段左から右のあと下段左から右へ) に6枚並べて表示しています。0:24 UT時点に見えていたフィラメントの一部が1:39 UTに消え、その後M1.7フレアのツーリボン (two ribbon) 構造 (2本の筋状の発光) が出現・変化していく様子がわかります。[太陽フレア望遠鏡で撮影]


図3. 2021年11月2日5:53 UTにひので衛星のX線望遠鏡で撮影した太陽の全面像。活動領域NOAA 12891で発生したM1.7フレアの明るいポストフレアループが中心近くに見えています。[Credit: NAOJ/JAXA/MSU]

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

10月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　10月は、黒点観測を19日間実施できました (白色光画像の10月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、9月のNOAA 12871・12872・12876～12881が引き続きあり、NOAA 12882～12891の10群が新たに出現しました。黒点相対数の月平均値は37.47 (北半球 14.95、南半球 22.53) となり、全面の値で9月の8割ほどでした。

　黒点群の新規出現と黒点相対数が減少した一方で、フレアの月間発生数は9月と同程度でした。GOES (※2) 衛星のX線観測では、X線強度Bクラス以上のフレアが243回確認されました。規模が大きいフレアの発生が増えていて、Mクラスフレア6回に加えて、7月3日に続き第25周期では2回目となるXクラスフレア (X1.0) が起こったことが特筆されます。

　X1.0フレアは、10月28日15:35 UTに活動領域NOAA 12887で発生しました。日本では夜の時間帯で三鷹では観測できませんでしたので、NASAのSolar Dynamics Observatory (SDO) 衛星が極端紫外線でとらえた画像を図1に示します。X1.0フレア発生時にはNOAA 12887は太陽の中心近くに位置していて、フレアに併せて地球に向かうコロナ質量放出 (CME) と第25周期で2回目となるプロトンイベント (高エネルギーに加速された陽子の大量飛来) も確認されました。CMEは31日に地球に到来しましたが、予想されていた大規模な磁気嵐につながるCMEの内部磁場の向きと速度の条件がそろわず、磁気圏の乱れは小規模にとどまりました。

　10月は、NOAA 12887だけではなくNOAA 12891の活動も活発でした。全フレア243回のうちの110回、Mクラス以上のフレアの全てがこの2つの活動領域で発生しています。三鷹の太陽フレア望遠鏡で、10月26日と29日にNOAA 12891の活動を観測できましたので紹介します。この活動領域は、26日の時点では向こう側の半球にありましたが、この日だけでCクラスフレア5回、Mクラスフレア2回を起こし、その様子が北東の縁で観測されました。ムービー1では、フレアに伴って縁から盛んに噴きあがるプロミネンスをとらえています。

　 NOAA 12891は、27日にこちら側の半球に姿を現したあともCクラスフレアを多数発生し、29日 (図2) にはM1.5フレアを起こしました。ムービー2では、この日の2:42 UTに起こったM1.5フレアと6:05 UTのC5.9フレアを確認できます。2回のフレアとも2つ並んだ黒点の左下側で特に明るく光っていて、よく見るとフレアに関連してフィラメントやファイブリル (fibril. 短くて細く黒い筋状構造) が動いている様子もわかります。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. 2021年10月28日15:35 UTに活動領域NOAA 12887で起こったX1.0フレア。NASAの太陽観測衛星SDOのAIA装置により波長9.4 nmの極端紫外線で撮像されたものです。南 (下) 側の中ほどで明るく光っているのがフレアです。[Courtesy of NASA/SDO and the AIA Science Team]


ムービー1. 2021年10月26日に北東の縁で見られた活動型プロミネンスを観測したHα線ムービーと説明図。縁の向こう側に活動領域NOAA 12891 (図2を参照) があり、この領域でのフレアに伴ってプロミネンスが激しく動く様子がとらえられています。 [太陽フレア望遠鏡で撮影。図をクリックするとムービーが再生されます。別の画面でムービーを見たい場合は「新しいタブでムービーを見る」、説明図を見たい場合は「新しいタブで説明図を見る 」]


図2. 2021年10月29日の太陽全面の (左) 連続光画像、(中央) 赤外線偏光 (磁場分布)、(右) Hα線画像。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示し、白-黒のペアの下にある番号は活動領域のNOAA番号を表します。Hα線画像中の水色の四角は、ムービー2の表示範囲を示しています。[太陽フレア望遠鏡で撮影]


ムービー2. 活動領域NOAA 12891で2021年10月29日2:42 UTに発生したM1.5フレアと同日6:05 UTに発生したC5.9フレアを観測したHα線ムービーと説明図。2回とも2つ並んだ黒点の左下側でフレアの発光が起こっていて、フレアに関連してフィラメントやファイブリル (fibril) が動く様子も確認できます。 [太陽フレア望遠鏡で撮影。図をクリックするとムービーが再生されます。別の画面でムービーを見たい場合は「新しいタブでムービーを見る」、説明図を見たい場合は「新しいタブで説明図を見る 」]

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

9月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　9月は、上旬を中心に秋雨前線の影響で天気が優れない日が多く、黒点観測は12日間となりました (白色光画像の9月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、8月のNOAA 12859～12861が引き続きあり、NOAA 12863～12881の19群が新たに出現しました。一カ月の黒点群出現が多かったこともあり、黒点相対数の月平均値は45.75 (北半球 17.50、南半球 28.25) となり、全面と南北各半球の値で最高値を更新しました。SILSO (※2) による欠測がないデータでは、9月の太陽全面での黒点相対数月平均値は51.5で、こちらでも第25周期の最高値を更新しています。

　フレアの月間発生数も、これまでの最高値だった5月の値を上回りました。GOES (※3) 衛星のX線観測では、X線強度Bクラス以上のフレアが249回確認されました。このうちMクラス2回を含むフレア90回は、活動領域NOAA 12871で発生しています。NOAA 12871は、18日の午後に南東の縁から出現 (三鷹では19日に確認) した南緯28度の黒点群で、8月下旬に出現してMクラスフレアを引き起こした活動領域NOAA 12860が回帰したものと考えられます。図1に示すように連続光では中型の黒点群でしたが、N極 (白) とS極 (黒) が入り乱れた複雑な磁場配置を見せています。

　NOAA 12871で発生した2回のMクラスフレアのうち、23日4:42 UT (日本標準時13:42) に起こったM2.7フレアを三鷹の太陽フレア望遠鏡で観測できましたので、画像を紹介します。雲に阻まれてフレアの時間変化は追跡できませんでしたが、X線強度がピークを迎えた時刻にHα線で明るく光る様子を撮影できました。図2のフレア発生前の画像と比較すると、フレア発光の場所と明るさが良くわかります。

　NOAA 12871では、フィラメントの活動も見られました。28日6:00 UT (日本標準時15:00) 頃にフィラメント噴出とこれに伴うC1.6フレアが発生しました。三鷹のHα線観測では、このフィラメントの消失とフレアのツーリボン (two ribbon) 発光をとらえました (図3)。噴出したフィラメントは、衛星観測でコロナ質量放出 (CME) になったことが確認されました。このCMEの一部が10月1日から2日にかけて地球に到来し、2日に活発なオーロラ活動を引き起こしました。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 SILSO：Sunspot Index and Longterm Solar Observations (ベルギー王立天文台内にある黒点観測の中央局。世界中の黒点観測を収集・集計している。)
※3 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. 2021年9月23日に太陽フレア望遠鏡で撮影した太陽全面の (左) 連続光画像と(右) 赤外線偏光 (磁場分布) 画像。オレンジ色の四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12871があり、その部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。


図2. 2021年9月23日の (左) 3:48 UT (フレア発生前) と(右) 4:42 UT (フレア発生中) の太陽全面Hα線画像。水色の四角で囲まれた場所にNOAA 12871があり、その部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。右パネルではこの場所で発生したM2.7フレアによるHα線の発光が写っています。[太陽フレア望遠鏡で撮影]


図3. 2021年9月28日の (左) 3:31 UTの太陽全面Hα線画像と(右) 太陽南西側のフィラメントの3:31～7:46 UTでの変化。左パネルの水色の四角枠で囲まれた場所にNOAA 12871のフィラメントがあり、右パネルではその部分を拡大した画像を撮影時刻順 (上段左から右のあと下段左から右へ) に6枚並べて表示しています。3:31 UT時点に見えていたフィラメントの一部が時間の経過とともに消失し、同じ場所でC1.6フレアのツーリボン (two ribbon) 構造 (2本の筋状の発光) が広がっていく様子がわかります。[太陽フレア望遠鏡で撮影]

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

8月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　8月は、梅雨明け後ながら天気が優れない日が多く、黒点観測は18日間となりました (白色光画像の8月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、7月のNOAA 12846・12847・12849が引き続きあり、NOAA 12850～12862の13群が新たに出現しました。一方で７月に続いて黒点がない日もあり、世界中の観測を集計しているSILSO (※2) の欠測がないデータでは無黒点が3日間、三鷹の観測でも1日ありました。黒点相対数の月平均値は20.33 (北半球 10.89、南半球 9.44) で、全体値は7月の72%に減少しました。

　フレアの月間発生数も7月の78%に止まりました。GOES (※3) 衛星のX線観測では、X線強度Bクラス以上のフレアが160回確認されました。このうちの50回は活動領域NOAA 12860で発生したものです。この活動領域は、8月に見られた黒点群では最も大きく目を引くものでした。ムービー1では、8月24日から30日までに撮影できた連続光画像を続けて表示しています。NOAA 12860は、25日に南緯28度に出現し、28日には東西10度以上に広がり複雑な磁場構造を持つ大型の黒点群に成長しました。図では、28日の連続光・赤外線偏光 (磁場分布)・Hα線の各画像を確認できます。

　黒点群の成長に伴ってフレアの発生も活発になり、28日の6:11 UT (日本標準時15:11) には8月では最大のM4.7フレアを発生しました。三鷹の太陽フレア望遠鏡でフレアの全過程を観測できましたので紹介します。ムービー2では、図の青い四角で囲んだ場所をHα線で連続観測し、フレア発光の発展をとらえています。西 (右) と東 (左) の両端の黒点に挟まれた領域内で島のような発光点が連なり、広い範囲が光っている様子がわかります。発光点がいくつも見られたのは、N極-S極 (白-黒) が入り組んでいる磁場 (図の中央パネル) により磁気再結合のエネルギー解放が複数箇所で起きたためと考えられます。よく見ると、フレア発光直前と発生中に黒点の近くから黒い筋状のものが噴出するサージ (Surge) 現象と磁力線に沿った彩層物質の動きも確認できます。

　28日のM4.7フレアはX線で1時間近く、Hα線で1.5時間近く発光が続きました (X線・Hα線強度変化比較グラフ)。このように長く光り続けるフレアは長時間継続イベント (Long Duration Event. LDE) と呼ばれ、太陽コロナの一部が吹き飛ばされるコロナ質量放出 (Coronal Mass Ejection. CME) を伴うことが多いため、人工衛星や通信などに悪影響をおよぼす宇宙空間環境の監視の点から注目されます。実際に今回のM4.7フレアは、大きく広がったCMEを併発していました。正面に近い場所で発生したため地球への到来が予想されましたが、人工衛星による太陽風観測では目立った変化はなかったためCMEは地球の近くを通り過ぎたと考えられます。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 SILSO：Sunspot Index and Longterm Solar Observations (ベルギー王立天文台内にある黒点観測の中央局。世界中の黒点観測を収集・集計している。)
※3 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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ムービー1. 2021年8月24 - 30日に太陽フレア望遠鏡で撮影できた連続光画像をつなぎ合わせたムービー。25日の画像は、薄雲越しのため像がぼやけています。活動領域NOAA 12859 (水色の四角) の移動とNOAA 12860 (紫色の四角) の出現・成長・移動の様子がわかります。


図. 2021年8月28日の太陽全面の (左) 連続光画像、(中央) 赤外線偏光 (磁場分布)、(右) Hα線画像。紫色の四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12860があり、その部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。Hα線画像はM4.7フレア発生中のものです。水色の四角はムービー2の表示範囲を示しています。[太陽フレア望遠鏡で撮影]


ムービー2. 2021年8月28日6:11 UTに活動領域NOAA 12860で発生したM4.7フレアを観測したHα線ムービーと説明図。西 (右) 側と東 (左) 側の黒点に挟まれた領域内で複数の島のような発光が連なり、広い範囲が光っている様子がわかります。黒点の近くから黒い筋状のものが噴出するサージ (Surge) 現象と磁力線に沿った彩層物質の動きも確認できます。 [太陽フレア望遠鏡で撮影。図をクリックするとムービーが再生されます。別の画面でムービーを見たい場合は「新しいタブでムービーを見る」、説明図を見たい場合は「新しいタブで説明図を見る 」]

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

7月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　7月は、中旬に梅雨が明けてからは好天が続き、黒点観測を21日間実施できました (白色光画像の7月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、6月のNOAA 12835・12837が引き続きあり、NOAA 12838～12849の12群が新たに出現しました。6月は観測できた日のすべてで黒点が見られましたが、7月は無黒点日が1日 (30日) ありました。黒点相対数の月平均値は28.32 (北半球 16.82、南半球 11.50) となり、全体値は6月に引き続いて上昇しています。

　フレアの月間発生数は6月の約1.6倍に増え、GOES (※2) 衛星のX線観測ではX線強度Bクラス以上のフレアが203回確認されました。その中でも、フレア規模の分類で最上位となるXクラス (X1.5) フレアが発生したことが特筆されます。X1.5フレアは活動領域NOAA 12838で7月3日の14:29 UTに発生したもので、Xクラスフレアの発生は2017年9月10日以来で3年10カ月ぶり、第25周期では初となります。発生時刻が日本の夜に当たっていて三鷹では観測できませんでしたので、NASAのSolar Dynamics Observatory (SDO) 衛星が極端紫外線でとらえた画像を図に示します。NOAA 12838は非常に活発な活動領域で、SDO衛星の観測では2日の17:00 UT頃に北西の縁近くに出現して48時間の内にX1.5フレアと3回のMクラスフレアを発生しました。向こう側半球に回り込んだ後も消えずに東側の縁から再出現することが期待されましたが、NOAA 12838の回帰は結局確認されませんでした。

　7月下旬にはフィラメントも多く見られました。フィラメントは温度1万度の物質が磁場で支えられて100～200万度の太陽大気 (コロナ) 中に浮かんでいる構造体で、太陽面を背にすると暗い筋状に見えますが、縁にあるときには飛び出た炎のように見えてプロミネンスと呼ばれます。太陽フレア望遠鏡のHα線観測で7月中に撮影できた日々の画像をつなげてムービーにしましたので紹介します。注意深く観察すると、フィラメントは赤道に近いところよりも、Hα線で白く見える明るい領域 (プラージュ) とほぼ同じかそれより高い緯度に多くあることがわかります。このようなフィラメント分布は活動周期の初めの頃に見られ、周期が進むと出現緯度が変化します。出現緯度の変化は黒点のそれが良く知られていますが、黒点では高緯度から低緯度へ一方向に移っていくのに対し、フィラメントでは赤道方向への移動に加えて極に向かう移動も見られます。この現象は太陽グローバル磁場の反転に関係があり太陽活動周期の研究で重要なデータになるため、これまでに三鷹や乗鞍コロナ観測所で取得したHα線画像からフィラメント (プロミネンス) の出現緯度分布図の作成を進めています。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図. 2021年7月3日14:29 UTに活動領域NOAA 12838で起こったX1.5フレア。NASAの太陽観測衛星SDOのAIA装置を使い、波長9.4 nmの極端紫外線で撮像しています。北西 (右上) の縁近くでX字型に明るく光っているのがフレアです。[Courtesy of NASA/SDO and the AIA Science Team]


ムービー. 2021年7月に太陽フレア望遠鏡で撮影できたHα線画像をつなぎ合わせたムービー。雲の有無などによる露光時間の差異のため画像毎に明るさが異なっています。太陽面上に見えている暗い筋状の構造はフィラメント、白く見える明るい領域はプラージュと呼ばれています。7月20日以降の画像では、太陽面に多くのフィラメントが見られます。

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

6月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　6月は、梅雨のため天気不良の日が多く、黒点観測は17日間にとどまりました (白色光画像の6月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、5月のNOAA 12825・12827・12828が引き続きあり、NOAA 12829～12837の9群が新たに出現しました。また、この月は観測できた日のすべてで黒点がありました。欠測がないSILSO (※2) の記録でも6月の無黒点日はゼロで、これは第25周期では初めてのことです。黒点相対数の月平均値は24.18 (北半球 12.88、南半球 11.29) となり、全体値でこれまで最高値だった4月の結果を上回りました。

　一方で、フレアの月間発生数は、5月の55パーセントほどに減少しました。GOES (※3) 衛星のX線観測ではX線強度Bクラス以上のフレアが130回確認されましたが、Mクラス以上のフレアを起こした活動領域はなく、フレアの活発さでみると大人しい黒点群がほとんどでした。

　第25周期が始まって1年半が経過し、月単位では大きな変動をしつつも全体としては太陽活動が極大に向けて高まっていることが読み取れます。図1に挙げた3枚の画像で示されているように、周期の開始直後は黒点が見られませんでしたが、その後少しずつ黒点が出現するようになり、一度に見られる個数も増えてきています。それでは、第25周期は過去の周期と比べてどの程度の活発さでしょうか。三鷹での観測でカバーできる第17～25周期の黒点相対数13カ月移動平均値の変動を極小からプロットした結果を図2に示します。私たちのデータでは、第25周期の振る舞いは極大値が低い周期のグループに属しています。

　ここで、黒点相対数13カ月移動平均値について極小時の値とそこから12カ月経った時点での増加に注目し、三鷹とSILSOのデータで見た各周期における両者の関係を図3に示します。図2で挙げた第17・20・23・24・25周期は、SILSOのデータで以前の活動周期と比べても極小後12カ月間の増加が鈍いことがわかります。また、三鷹とSILSOの両データで、第24周期と第25周期のデータ点が互いに近い位置にある (12カ月間の振る舞いが似ている) こともわかります。第24周期はここ100年の中で最も活動度が低い周期でしたが、第25周期も今のところ第24周期と同様な活動状況で、極大値も前回と同程度になる可能性があります。今後の太陽活動の推移に注目していきます。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 SILSO：Sunspot Index and Longterm Solar Observations (ベルギー王立天文台内にある黒点観測の中央局。世界中の黒点観測を収集・集計している。)
※3 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. 太陽フレア望遠鏡で撮影した(左) 2020年1月1日、(中央) 2020年7月31日、(右) 2021年6月7日の太陽全面の連続光画像。それぞれの画像で黒点群を1つずつ青い丸で囲んで示しています。右パネル中の青い点線の丸は、目では見えているものの自動検出の基準に満たず計数に反映されなかった黒点群を指示しています。


図2. 三鷹で観測できた第17～25周期の黒点相対数13カ月移動平均値変動の比較。横軸は極小からの経過時間、縦軸は黒点相対数であり、140をしきい値にして極大が高い周期を破線、低い周期を実線で表しています。黒い太線は第25周期の黒点相対数変動を表示しています。


図3. 太陽活動の各周期における黒点相対数13カ月移動平均値の極小値と極小後12カ月での増加の関係。赤い四角は三鷹データによる第17～25周期、黒い丸はSILSOデータによる第1～25周期のデータ点を表し、各点に活動周期番号のラベルが付随しています。三鷹のデータはSILSOのデータとはスケールが異なっているため、両者を比較するにあたり三鷹のデータを元の1.4倍にして合わせています。

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
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5月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　5月は、中旬を中心に天気不良の日が多かったために黒点観測は17日間にとどまり、このうち13日間で黒点群を確認しました (白色光画像の5月のデータベースカレンダー)。NOAA (※1) が認定した活動領域は、4月のNOAA 12818・12820が引き続きあり、NOAA 12822～12828の7群が新たに出現しました。黒点相対数の月平均値は17.88 (北半球 14.00、南半球 3.88) となりました。全体値は4月の値を下回ったものの3月と同水準で、南北別に見ると北半球では黒点出現が再度活発になったため第25周期の最高値を更新しました。

　フレアの月間発生数も第25周期の最大値を更新しました。GOES (※2) 衛星のX線観測では、X線強度Bクラス以上のフレアが237回とらえられました。特筆されるのは、Mクラスフレアが4回 (5月7日のM3.9、22日のM1.1とM1.4、23日のM1.1) 起こったことで、このクラスのフレアが1カ月に複数回発生したのは今周期では初めてです。発生した時刻が日本の夜の時間帯だったため、三鷹では残念ながら4回とも観測できませんでした。

　フレアの発生数は、全体で見ると増加傾向が見えますが月毎の値に注目すると増減の幅が大きく、2020年10・11・12月と2021年の4月・5月は他の月と比べて発生が多かったことがわかります (図1)。これらの月では、ごく少数の活動領域がフレア発生の大部分を担っていて、5月はNOAA 12824が全フレアの41パーセントを発生していました。この活動領域は、図2に示されているように暗部と半暗部が明瞭な黒点群で、東西方向に並ぶ大きなN極-S極 (白-黒) で先行するN極の中にも斑点状のS極が見られる複雑な磁極配置をしており、強い磁場領域に重なってカルシウムK線で大きなプラージュがあります。

　活動領域のフレアだけではなく、フィラメントの活動も高まってきています。5月8～10日のHα線観測では、南半球の中緯度でフィラメントの出現と消滅がとらえられました。NASAのSolar Dynamics Observatory衛星の観測では、図3の青い円で囲まれたフィラメントは9日の10:15 UT頃、黒い円で囲まれたフィラメントは同日21:00 UT頃に噴出しました。10:15 UT頃に噴出したフィラメントはコロナ質量放出 (CME) になり、12日の5:50 UT頃に地球に到来して弱い磁気嵐を引き起こしました。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. 2020年1月～2021年5月の月別フレア発生数グラフ。積み上げ棒グラフの色はフレアの規模 (X線強度Bクラス・Cクラス・Mクラス) ごとの集計を表し、2020年10・11・12月と2021年の4月・5月については各クラスの発生数のラベルを付けています。


図2. 2021年5月23日に撮影した太陽全面の (左) 連続光画像、(中央) 赤外線偏光 (磁場分布)、(右) カルシウムK線画像。オレンジ色の四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12824があり、その部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。[太陽フレア望遠鏡]


図3. (左) 2021年5月8日、(中央) 9日、(右) 10日に撮影した太陽全面のHα線画像。8日と9日の画像では、黒色と青色の楕円で囲まれた場所にフィラメントがありますが、10日の画像では見えなくなっています。[太陽フレア望遠鏡]

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

4月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　4月は黒点観測を25日間実施でき、このうち18日間で黒点群を確認しました (白色光画像の4月のデータベースカレンダー)。この月に出現しNOAA (※1) が認定した活動領域はNOAA 12813～12821の9群でした。2・3月に活発だった北半球の活動が再びおとなしくなった一方で南半球で大きな黒点群が複数出現し、黒点相対数の月平均値は23.80 (北半球 4.08、南半球 19.72) となりました。今回の黒点相対数月平均値は、第25周期開始 (2019年12月) 後の最大値を更新しました。

　GOES (※2) 衛星のX線観測では、X線強度Bクラス以上のフレアが181回とらえられ、フレアの月間発生数は2020年11月以来の高い値になりました。4月に起こったしたフレアのうちで特に注目されるのは、4月19日23:42 UT (日本標準時20日8:42) に発生したM1.1フレアです。Mクラスフレアの発生は2020年11月29日のM4.4以来で、第25周期が始まってからは3例目になります。過去の2回は活動領域が東の縁のすぐ裏側にあるときに発生しましたが、今回は発生場所が地球側の半球に位置していて、フレアを発生した活動領域の全体とフレア発光の経過ををとらえることができました。

　図の可視光・赤外線偏光 (磁場分布)・Hα線の各画像で、黒い四角で囲んだところにM1.1フレアを発生している活動領域NOAA 12816があります。それぞれの拡大画像の比較から、フレアは活動領域内で南東 (左下) 側にある最大の黒点の近くで発生していて、Hα線での発光領域は南北に並んだN極-S極 (白-黒) の磁場ペアに対応していることがわかります。

　図の青い四角で囲んだ場所を太陽フレア望遠鏡で連続観測し、Hα線発光の変化をとらえたムービーも紹介します。三鷹で観測を開始したときにはX線でのピークを過ぎていて (X線とHα線の強度変化比較グラフ) フレアの全経過はとらえられませんでしたが、後行黒点の近くでHα線の発光が2つ1組で見えていて、赤道 (上) 側の発光が先に止み続いて高緯度 (下) 側の発光が収まっていることがわかります。フレアのエネルギー解放により太陽コロナ中で生成した高エネルギーの粒子がN極とS極をつなぐアーチ状の磁力線に沿って二股に降り注ぎ彩層が加熱されることで帯状の発光が2つ1組で見えるもので、フレアのツーリボン (two ribbon) 構造といいます。

　NOAA 12816は活発な活動を見せ、Mクラス以外にもCクラスフレアを9回、Bクラスフレアを25回発生し、M1.1フレアと4月22日4:35 UTのC3.8フレアではコロナ質量放出 (CME) と呼ばれる太陽コロナ物質の噴出も併発しました。4月22日のCMEは24日22:30 UT (日本標準時25日7:30) に地球に到来して弱い磁気嵐を引き起こしました。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図. 2021年4月20日0:01 - 2:11 UTに撮影した太陽全面の (左) 連続光画像、(中央) 赤外線偏光 (磁場分布)、(右) Hα線画像。黒い四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12816があり、その部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。Hα線画像はM1.1フレア発生中のもので、ツーリボン (two ribbon) 構造が見えています。青い四角はムービーの表示範囲を示しています。[太陽フレア望遠鏡]


ムービー. 2021年4月19日23:51 UT - 20日3:10 UTに活動領域NOAA 12816で発生したM1.1フレアを観測したHα線ムービーと説明図。後行黒点の北側で2つ1組の帯状の発光が見られ、時間の経過とともに明るさが減少していくのがわかります。 [太陽フレア望遠鏡。図をクリックするとムービーが再生されます。別の画面でムービーを見たい場合は「新しいタブでムービーを見る」、説明図を見たい場合は「新しいタブで説明図を見る 」]

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

3月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　3月は黒点観測を21日間実施でき、このうち19日間で黒点群を確認しました (白色光画像の3月のデータベースカレンダー)。この月に出現しNOAA (※1) が認定した活動領域は、NOAA 12806～12812の7群です。黒点相対数の月平均値は17.24 (北半球 10.38、南半球 6.86) となり、3カ月ぶりに10以上に回復しました。黒点出現は前年の9月から今年1月までは南半球優勢でしたが、2月に続き北半球の黒点相対数が南半球の値を上回りました。GOES (※2) 衛星のX線モニター観測がとらえた3月のフレア発生は64回 (Cクラス2回、Bクラス62回) で2月と同水準でした。

　2021年1月の太陽活動において南半球で黒点群の回帰が見られたことを報告しましたが、3月は北半球で活動領域の回帰がありました (図1)。青色の四角形に注目すると、NOAA 12810は自転1周前のNOAA 12804と同じ位置にあり、回帰したことがわかります。赤外線偏光 (磁場分布) 画像を見比べると、2月時点では狭い範囲に集中していたN極-S極 (白-黒) の磁場配列が3月にはでは広がっていることがわかります。活動領域の磁場拡散は、太陽極域磁場の切り替わりとも関連していて、太陽周期活動の研究でも見逃せない現象です。

　図1のオレンジの四角形の中心にあるNOAA 12812も注目されるものです。SDO衛星の観測では、この活動領域は22日の午後に北半球の東の縁から出現し、暗部と半暗部が明瞭な黒点群が見られました。このような活動領域の出現は、北半球の活動が高まりはじめていることを示しています。

　活動領域は、その上空の磁気ループで小規模なエネルギー解放が定常的に発生して大気を加熱しているため、彩層・コロナを観測できる波長では明るい領域として見えます。三鷹の太陽フレア望遠鏡で3月の1か月間に撮影したカルシウムK線画像をまとめてムービーを作成しましたので紹介します。このムービーでは、NOAA 12803～12812が明るい領域として映っていますが、よく見るとそれら以外にもところどころ明るい部分があります。カルシウムK線は彩層を見ることができ、そこで明るく見える部分をプラージュといいます。図2から、プラージュが見えている場所にはN極-S極の磁場がある一方で、黒点がある領域とない領域がそれぞれ確認できます。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. 27日の間隔をあけて太陽フレア望遠鏡で撮影した太陽全面の (左) 連続光画像と (右) 赤外線偏光 (磁場分布) 画像。上段は2021年2月25日、下段は3月24日に撮影されたものです。四角で囲まれた場所に活動領域 (NOAA 12804とNOAA 12812) があり、下段の連続光画像ではその部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。


ムービー.2021年3月1日から31日までの間に太陽フレア望遠鏡で撮影できたカルシウムK線画像をつなぎ合わせたムービー。この月に見られた活動領域をラベル付きの黄色の四角形で囲んで指示しています。


図2. 2021年3月11日に太陽フレア望遠鏡で撮影した太陽全面の(左) Ca K画像、(中) 赤外線偏光 (磁場分布) 画像と(右) 連続光画像。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。ラベル付きの黄色の四角で囲まれたところは活動領域 (NOAA 12807～12809)、青い四角で囲まれた場所はNOAA番号が付かなかった領域を指示しています。プラージュと磁場が見えている領域のうちNOAA 12808とNOAA 12809にのみ黒点が出ています。

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

2月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　2月は晴天に恵まれて黒点観測を25日間実施でき、このうち11日間で黒点群を確認しました (白色光画像の2月のデータベースカレンダー)。この月に出現しNOAA (※1) が認定した活動領域は、NOAA 12801～12805の5群です。黒点相対数の月平均値は7.84 (北半球 5.92、南半球 1.92) となり、2カ月連続で10を下回りました。

　GOES (※2) 衛星のX線モニター観測によると、2月のフレア発生は58回 (Cクラス2回、Bクラス56回) でした。1月から18パーセント増加していますが、黒点相対数が10を超えていた昨年10～12月と比べると60～28パーセント程度の水準です。第25周期の黒点数・フレア発生数は月ごとに見ると大きく増減していますが、この変動をならすと全体的には増加傾向にあります。

　2月に出現した活動領域では、北半球に見られた2領域が注目されます。1つはNOAA 12803 (北緯20度) で、NASAのSolar Dynamics Observatory (SDO) 衛星の観測では19日に東の縁から出現 (三鷹では21日の観測で自動検出) して22日には見えなくなったものですが、図1の右パネルで示されているように高緯度にもかかわらず前周期の磁場配列が見られました。Hale-Nicholsonの法則 [天文学辞典 (外部サイト) 参照] から外れた活動領域の出現は時折ありますが、現周期の磁束管が表面に浮き上がる際にねじれて東西の極性が入れ替わった可能性が考えられます。

　もう1つはNOAA 12804 (北緯18度) で、SDO衛星の観測では23日の00:00 UT頃に中心近くで微小黒点として出現し、翌日までに暗部と半暗部が明瞭な黒点群になった後も発達し続けて (図1)、3月1日に西縁に没するまで見えていました。この活動領域は第25周期の磁場配列を見せていて、北半球にこのような黒点が出現したのは8月のNOAA 12770に次いで2例目 (全体では15例目) です。既に多くの黒点群が出現している南半球につづき、北半球の活動も高まっていくことが期待されます。

　NOAA 12804は、その急速な発達にともないCクラス2回を含む38回のフレアを発生しています。これらのうち、28日の06:46 UTに北西の縁近くで発生したC3.9フレア (図2) を三鷹の太陽フレア望遠鏡で観測できましたので紹介します。ムービーでは、Hα線で明るく見えるプラージュの北側端で06:43 UT頃から光り始め、X線強度が最大になった06:46 UTにHα線でも最も明るくなったあと、06:59 UTに輝きが消えているのがわかります。このような継続時間が短いフレアは、インパルシブフレアと呼ばれます。この規模のフレアは昨年12月14日 (C4.0) 以来で、三鷹で観測できたものとしては11月5日 (C7.3) 以来です。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図1. 2021年2月25日に太陽フレア望遠鏡で撮影した太陽全面の (左) 連続光画像と (右) 赤外線偏光 (磁場分布) 画像。赤外線偏光画像では、磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。青色の四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12803、オレンジ色の四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12804があり、連続光画像ではNOAA 12804を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。NOAA 12803では第24周期 (SC24)、NOAA 12804では第25周期 (SC25) の磁場配列が見られます。


図2.2021年2月28日 06:47 UTに太陽フレア望遠鏡で撮影した太陽のHα線全面像。図中の白色の四角枠で囲まれたところに活動領域NOAA 12804があり、C3.9フレアの発光が明るく見えています。


ムービー. 2021年2月28日に活動領域NOAA 12804で発生したC3.9フレアを観測したHα線ムービーと説明図。図2の白色の四角形の部分を見ていて、フレアはプラージュ (Plage) の北側で06:43 UTに光り始め、06:59 UTに終了しています。 (太陽フレア望遠鏡 Hα線撮像装置。図をクリックするとムービーが再生されます。別の画面でムービーを見たい場合は「新しいタブでムービーを見る」、説明図を見たい場合は「新しいタブで説明図を見る 」)。

　黒点相対数の変動 (13カ月移動平均)。緑線・青線・赤線はそれぞれ1996年5月以降の太陽全体・北半球・南半球の黒点相対数、点線 (黒) は過去の周期における黒点相対数を極小を1996年5月に揃えてプロットしたものです。黒点相対数が小さいときの変化を見やすくするため、グラフ縦軸の目盛りは小さい数を拡大して見せるような不等間隔になっています。

　太陽活動第23周期から第24周期にかけての極小 (2008年12月) は、極小になった時の黒点相対数の値が小さくその時期も遅れました。極小の時期が遅くなったことにより、太陽活動第23周期は平均よりも長く1996年5月から12年以上継続したサイクルになりました。

　太陽活動第24周期は、2008年12月から2019年12月までの11年間継続し、継続期間は平均的な長さでした。一方で活動度は低調で、三鷹での1929年以降の観測では黒点相対数の極大が最も小さく、世界中の観測を集計したSILSOの記録でも108年ぶりに低い極大となった周期でした。2019年12月の極小値も前回を下回り、三鷹での観測では黒点相対数が過去最低となっています。南北別に見ると活動の非対称性が目立ち、北半球が2011年後半に極大を迎えたのに対して南半球は遅れて上昇し2014年に極大を迎えました。その後、両半球とも黒点相対数が減少していますが、単純な減少ではなく一時的に停滞した期間があります。

　太陽全体での黒点相対数は、2020年1月から増加しており、現在の太陽活動サイクルは第25周期です。
→　2021年の黒点相対数

1月の太陽：白色光　Hα線　赤外線偏光

　1月は黒点観測を21日間実施でき、このうち10日間で黒点群を確認し、残りは無黒点日でした (白色光画像の1月のデータベースカレンダー)。観測日の半分以上が無黒点となったのは2020年9月以来です。NOAA (※1) が認定した活動領域は、昨年12月から引き続いて見えていたNOAA 12794・12795に加えて、NOAA 12796～12800の5群が新たに出現しました。黒点相対数の月平均値は、9.14 (北半球 1.14、南半球 8.00) となり、4カ月ぶりに10を下回りました。

　図では、1月に見られたなかで注目される黒点群を見せています。ここでは、地球から見た太陽の自転周期である27日の間隔で撮影した画像を並べています。オレンジ色の四角形に注目すると、活動領域 NOAA 12786、NOAA 12794、NOAA 12797は皆ほぼ同じ位置に黒点群があり、周辺の磁場分布でも同様な黒-白 (S極-N極) の配置が見られます。このことと連続観測による黒点群の移動の追跡から、NOAA 12794とNOAA 12797はどちらもNOAA 12786が回帰したものとわかりました。昨年11月に出現してすぐのNOAA 12786の黒点群は日食グラス越しに肉眼でも見えるほどの大きさでしたが、12月 (NOAA 12794) と今年1月 (NOAA 12797) の回帰ではより小さくなっています。

　60日を超える長寿命な黒点群の回帰が見られた一方で、活発にフレアを発生して7日未満で消えた黒点群もありました。GOES (※2) 衛星のX線モニター観測によると、1月はCクラスとBクラスフレアが計49回発生しましたが、このうち34回は19日から23日までの間にNOAA 12798 (図の青色の四角) が起こしています。この活動領域は、黒点群としては小さいもののはっきりとしたS極-N極の磁場ペアが見られ、Hα線やカルシウムK線では他の領域よりも明るいという特徴がありました。フレアが盛んだった期間はカルシウムK線で際立って明るかった一方、フレアが収まった25日以降は輝きが減じていることがムービー からわかります。フレアを盛んに発生する活動領域では、その上空の磁気ループ内でフレアには至らない小規模なエネルギー解放も盛んに起こっており、これが彩層・コロナを加熱してHα線やカルシウムK線で明るく光るわけです。
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※1 NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration (米国海洋大気局。この機関によって太陽活動領域に番号が振られる。)
※2 GOES: Geostationary Operational Enviromental Satellite (米国 NOAAの地球環境観測衛星。地球に降り注ぐ軟X線の総フラックスも常時モニターしている。)
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図. 27日の間隔をあけて太陽フレア望遠鏡で撮影した太陽全面の (左) 連続光画像と (右) 赤外線偏光 (磁場分布) 画像。上から下へと時間が進んでいて、上段は2020年11月28日、中段は12月25日、下段は2021年1月21日に撮影されたものです。四角で囲まれた場所に活動領域があり、連続光画像ではその部分を拡大した画像を全面像に重ねて表示しています。赤外線偏光画像では磁場の正極 (N極) を白、負極 (S極) を黒で表示しています。


ムービー. 1月18日から30日までの間に太陽フレア望遠鏡で撮影できたカルシウムK線画像をつなぎ合わせたムービー。黄色の四角で囲まれた場所に活動領域NOAA 12798があります。