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オーロラ爆発前でも低高度で大気が電離 総研大など

総合研究大学院大学や国立極地研究所などの研究チームはオーロラが爆発する前の活動が穏やかに見える状態でも、比較的低い高度に高エネルギーの電子が降り注ぐ現象を発見したと発表した。爆発の約10分前に高度68キロメートルで大気の電離が起きていた。地球の大気が宇宙から受ける影響を解明するのに役立つ。

オーロラは宇宙から地球へ降り注ぐ電子が高度100キロメートル付近に到達し、薄い大気の原子や分子にぶつかって発光する現象だ。エネルギーがさらに高い電子がより低い高度50~80キロメートルの「中間圏」にまで入り込むケースがあり、従来の研究ではこの現象はオーロラの爆発時など活動が活発な時に起こると考えられてきた。

総合研究大学院大学・博士課程の村瀬清華氏らは南極昭和基地にある大気レーダー「PANSY(パンジー)」が捉えた中間圏の大気の様子を分析した。2018年7月に観測されたオーロラ爆発について、爆発約10分前の時点で高度68キロメートルで大気の電離が起きているのを発見した。爆発が起きた時には中間圏での電離は確認されなかった。

日本の人工衛星「あらせ」による電子の実測データを基に、電離がどのように起きるのかも推定した。パンジーや別の装置の観測結果と突き合わせても、中間圏で大気の電離が起きたという観測結果と整合の取れる結果が出た。

今後は電子のほかに、太陽表面の爆発「太陽フレア」に伴うX線なども併せて宇宙が地球の大気に与える影響の評価を進める方針だ。研究はオゾン層破壊のメカニズム解明など、気候変動対策の検討にも役立つ。

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