太陽圏電流シート

パーカー・スパイラル

太陽が自転するとその磁場は、アルキメデスの螺旋の一種であり発見者のユージン・ニューマン・パーカーにちなんで名付けられたパーカー・スパイラルの形に捻れる[5]。パーカー・スパイラル型の磁場は、70年代初頭にSchattenによって考案された数学モデルに従い、電流シートによって2つに分割される[6]。螺旋磁場の極が変わると、バレリーナのスカートに似た、波打った螺旋の形にゆがむ[7][8]。さらに、「シートを伴った太陽は、捲れ上がったスカートを何度も直そうとする内気なバレリーナに似ている」とも言われる[9]。

その螺旋形を作る原因は、回転しながら芝生に水を撒く人に例えて「ガーデンスプリンクラー効果」や「ガーデンホース効果」とも言われる[10][11]。水の流れが太陽風を表し、常に放射状に動いている。

太陽圏電流シートは、太陽とともに27日ごとに回転しており、その間、スカートの頂と溝は地球の磁気圏を通過し、相互作用する。太陽の近傍では、シートの回転電流によって励起される磁場は5×10^-6テスラの桁である[4]。

太陽表面の磁場は約10^-4テスラである。もし磁場が双極子の形だと、その強さは距離の3乗に比例して弱まり、地球の軌道では10^-11テスラになる。太陽圏電流シートはそれより遙かに強く、太陽による地球軌道での真の磁場はそれより100倍も大きい。

太陽圏電流シート内の電流は内向きの放射状で、太陽の極地方の磁場に沿った外向きの電流と近接している。電流の強さは、3×10⁹アンペアの桁である[4]。他の天文物理学的な電流と比較して、地球にオーロラをもたらすビルケランド電流は約1000倍も弱い。シートの最も電流密度が高い部分は、10^-10 A/m²の桁である。