定説よりも高い高度で加速するオーロラ粒子を発見 名大など

2021年1月26日 13:42

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研究の概要 (c) ERG science team

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 極域の上空で観測される発光現象「オーロラ」。太陽風によってもたらされた粒子が、地球の磁気圏で加速されることにより地上へと降り注ぐが、オーロラ粒子が加速する仕組みについては、謎が多いという。宇宙航空研究開発機構(JAXA)は21日、定説である高度数千キロメートルを上回る、高度約3万キロメートル以上でオーロラ粒子が加速していることを発見したと発表した。

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■50年に及ぶ観測で明かされたオーロラの描像

 人工衛星などが過去50年間に実施した観測によって、オーロラ粒子が加速する領域は、温度の異なる高い高度と低い高度のプラズマとが混ざりあう、高度数千キロメートルを中心とすることが判明している。日本の「あけぼの」衛星や「れいめい」衛星、米航空宇宙局(NASA)の「S3-3」衛星や「FAST」衛星などが、高度数千キロメートル以下の低い高度で、オーロラ粒子が加速する描像を明らかにしてきたという。

 従来の説では、オーロラ粒子が加速する領域は高度数千キロメートルに存在することを前提としてきた。一方、オーロラ粒子が高度2万キロメートル以上の高高度側で加速する比率は全体で低く、軽視されてきたという。

■これまで顧みられなかった高度での観測

 名古屋大学、JAXAなどの研究者らから構成されるグループは、高度約3万キロメートル付近を飛翔するジオスペース探査衛星「あらせ」を活用し、オーロラ粒子の加速する様子を観測した。「あらせ」には宇宙プラズマの観測機器が搭載されており、オーロラが発生しやすい領域で、オーロラ粒子が加速する場所における特徴的な電磁場や粒子の様子を高精度で検知できるという。

 研究グループは「あらせ」と地上からの観測とを合わせることで、オーロラ粒子が加速する低高度での特徴が、高高度でも確認された。今回の発見は、低高度でオーロラ粒子が加速するという従来の考え方の大きな見直しを迫ると、研究グループは捉えている。

 研究の詳細は、国際学術誌Scientific Reportsに18日付でオンライン掲載されている。(記事:角野未智・記事一覧を見る

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