NASAの小型衛星群PUNCHは、ミッションの宇宙天気予報能力を試す初の試験で、太陽の噴出物が地球に到達する時刻を30分以内の誤差で予測した。8月4日に結果を公表した同機関によると、その精度は現在の最先端技術の約10倍に相当し、到達時間の幅は約5時間から30分に縮小された。この成果は宇宙空間研究委員会（COSPAR）の科学会合で発表され、学術誌Space Weatherで査読中である。
PUNCHは「Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere（コロナと太陽圏を統合する偏光計）」の略で、2025年に打ち上げられた4基の小型衛星からなるネットワークである。各衛星は太陽系内部の3次元画像を連続的に撮影し、4分ごとに新しい画像を取得する。その広い視野により、太陽物質の大規模な爆発であるコロナ質量放出（CME）を地球のほぼ目前まで追跡できる。このミッション以前は、CMEは太陽から地球までの距離の約5分の1を通過する間しか観測できず、予報担当者は残りの区間で何が起きたかを推測するしかなかった。
試験では、2025年5月31日に太陽を離れたCMEが使われた。NASAによると、PUNCHの画像はコンピューターモデルに入力され、同モデルはCMEの前面を時間の経過とともに解析し、その速度と形状から噴出物が地球に到達する時刻を計算した。CMEが太陽を離れてから約12時間後、モデルは最終予測を確定させ、到達はその約8時間後と見積もられた。モデルはまた、推定値が安定した時点を知らせる機能も備えており、これは生の警報に予報担当者が自信を持てるようにする可能性がある。
同じ日にこの結果を報じた科学誌Scienceは詳細を補足している。続いて起きた嵐はG4クラスの地磁気現象に分類され、PUNCHに基づくモデルは地球への到達を6月1日GMT午前5時から5時30分の間と予測した。これは衛星や電力網の運用者にとって約8時間の事前警告に相当する。サウスウエスト研究所でPUNCHの主任研究者を務めるクレイグ・ディフォレスト氏は、この結果を驚異的だと評し、その改善ぶりを蒸気機関から現代の内燃機関への移行に例えた。
この結果は単一の事象での概念実証であり、実運用の予報サービスではない。解析は事後的なもので、チームはCMEの形状変化について意図的に単純なモデルを用いており、論文はまだ査読を通過していない。NASAによると、科学者らはPUNCHのデータをさらに精緻化し、モデルを改良すれば、今回の試験で達成された噴出後約12時間というタイムラインよりさらに早い段階での到達予報が可能になると考えている。チームはまた、PUNCHが追跡した他の数十のCMEを解析中で、予報担当者はやや画質の低い画像を使うより高速な製品QuickPUNCHを試験している。
この画像は他の成果も生み出している。高解像度の観測により、CMEの雲は従来考えられていたよりも塊状で、太陽系を横断する間に変化し続けることが分かった。これは、恒星が形成されるガス雲など、小規模では研究できない領域を含め、プラズマが宇宙空間をどのように移動するかについての手掛かりとなる。
雅子 訳
Sources
- NASA Science: https://science.nasa.gov/science-research/heliophysics/nasas-punch-sharpens-solar-storm-forecasting-in-first-test
- Science (AAAS): https://www.science.org/content/article/nasa-mission-predicts-solar-explosion-s-arrival-earth-stunning-precision