天体磁場（読み）てんたいじば

日本大百科全書(ニッポニカ)

天体磁場
てんたいじば

一般に宇宙に存在する磁場をさすが、恒星磁場、星間磁場、銀河磁場、銀河間磁場に大別される。磁場はそれ自身が広がって弱くなろうとする傾向があるので、恒星や銀河などの宇宙物質が引力によって集積しているところでは比較的強いが、星間空間や銀河間空間では弱い。

　太陽のような一般の恒星では黒点のような活動領域を除くと、磁場の強さは平均数ガウス（1万分の1テスラ）程度であるが、フレア星や磁変星では数千ガウスから数万ガウスに及ぶ。磁場は恒星内部のダイナモ機構によって維持されており、恒星表面にフレアをはじめとするさまざまな電磁流体力学的な活動現象を引き起こす。また白色矮星(わいせい)や中性子星などの高密度星では、100万ガウスに及ぶ強い磁場の存在が知られている。この強い磁場が速い自転と結び付いて、パルサーなどの不思議な高エネルギー現象をおこすと考えられる。恒星磁場はスペクトル線のゼーマン効果（磁場によって1つのスペクトル線が3つなどに分離すること）や光の偏光を利用して測定される。

　星間磁場は、電波星からの電波の偏波面（偏光面）がファラデー効果（磁場中を通過するときに偏光面が回転すること）で回ることを利用して測定され、10万分の1から100万分の1ガウス程度の弱いものであることが判明している。しかし星間物質が収縮して原始星が誕生する際には、非常な圧縮がおこるので、この程度の磁場が絡み付いたままでは星になれない。また大質量の星の放射や爆発によって周辺の星間物質が急激に押されると衝撃波を生じ、その波面近くでは磁場の強化とともに高エネルギー電子の加速がおこり、シンクロトロン放射が観測される。超新星の残骸(ざんがい)や銀河の渦状腕部にはこの種のシンクロトロン放射が観測されている。

　銀河磁場とよばれるものには、銀河規模でみた一般の星間磁場と、銀河中心核などの特殊な活動によって生じた活動磁場の二つがある。一般の銀河磁場は恒星の誕生と死によってつねに励起されるほか、銀河回転によって引き伸ばされ強められる一方、銀河間空間へと逃げていく。銀河回転が卓越しているので、磁力線も渦状腕に巻き付きながらも全体としてはほぼ沿っている。銀河磁場は宇宙線粒子を銀河内に閉じ込めておくのに重要な役割を演じる。活動的な銀河では爆発現象に伴って大規模な磁場を吹き出す。多くは電波銀河として強いシンクロトロン放射が観測される。銀河間磁場は電波銀河からの偏波の観測で測定される。宇宙規模での磁場の方向性や非均一性は、原始銀河雲の形成とも関連してこれからの宇宙論で重要な問題となるであろう。

［小平桂一・安藤裕康］

[参照項目] | シンクロトロン放射 | ゼーマン効果 | パルサー | ファラデー効果

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

改訂新版　世界大百科事典

天体磁場 (てんたいじば)
stellar magnetic field

惑星，太陽，恒星などの磁場の総称。惑星間空間や銀河の磁場を含めることもある。木星，土星など惑星の磁場は人工天体によって直接的に測られるが，太陽や恒星の磁場は直接的には測れない。それの発する光をスペクトルに分解し，スペクトル線のゼーマン効果を検出して測定するのである。1908年に初めて太陽の黒点に最大3000ガウスほどの磁場があることが発見された。太陽面の黒点以外の一般磁場は数ガウスほどで複雑な分布をしているが，全体としては地球に似た双極子型の分布をしている。70年ごろから電子技術を応用したマグネトグラフが開発され，太陽面の磁場の分布をブラウン管にテレビのように現すこともできるようになった。恒星の磁場は1946年に初めておとめ座78番星に発見され，その後数十個のA型特異星にも発見された。その多くは磁変星である。星は太陽とは異なり，点のようにしか見えないので，磁場についても星の表面全体としての平均値しか測れず，黒点のような局部的な磁場の有無は知ることができない。また，技術的には100ガウス以下の磁場は測定困難である。星面の磁場の分布を双極子型と仮定すれば，極磁場の値として約1000ないし1万ガウスがふつうで，最大は3万4000ガウスと算出されるが，実際は双極子型とは限らないようである。星が磁場をもつ原因は不明であるが，星を作った原材料である星間物質のもっていた10⁻⁵ガウスほどの微弱な磁場が，物質の収縮に伴って密度に比例して大きくなり，場合によって減衰せずに残ったのではないかといわれている。星間物質に磁場があることは，星間微粒子が磁場によって整列するために起こる遠方の星の光の偏光や，ファラデー効果による天体電波の偏光面の回転によって確認されている。そのほか，白色矮星（わいせい）の円偏光，中性子星の指向性の強い電波や光の放射も，星の圧縮に伴って密度に比例して増幅された磁場（白色矮星で10⁶，中性子星で10¹⁴ガウスほど）がその原因と考えられている。
→黒点　→太陽磁場
執筆者：大沢 清輝

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」