京大と九大、長年の謎だった「オーロラ爆発」が起こるメカニズムを解明

  [2015/12/22]

京都大学(京大)および九州大学(九大)は12月21日、スーパーコンピュータを用いて「オーロラ爆発」の基本的なメカニズムを解明したと発表した。

同成果は、京都大学 生存圏研究所 海老原祐輔 准教授と九州大学 国際宇宙天気科学・教育センター 田中高史 名誉教授らの研究グループによるもので、12月21日付けの米科学誌「Journal of Geophysical Research」電子版に掲載された。

オーロラが急激に明るく光り出す「オーロラ爆発」の基本的な仕組みは長年の謎となっていた。今回、同研究チームは、スーパーコンピュータでの超高精細な電磁流体シミュレーションを用いて地球近くの宇宙空間を再現し、詳細に解析。その結果、地球近くの宇宙空間でおこる磁力線のつなぎ替えをきっかけとして高緯度地方の上空に熱いプラズマが集まり、それらが自ら回転運動をはじめることで大電流を急激に作り出し、オーロラ爆発が始まることを突き止めた。

さらに、オーロラの近くで電気が余るために周囲のプラズマが回転運動をはじめ、宇宙空間に向けて薄い上向き電流を流すことで「サージ」と呼ばれるオーロラ爆発特有の極めて明るいオーロラが現れることも明らかになった。

上: 人工衛星が撮影した宇宙から見たオーロラ爆発。オーロラは常に地球の極を取り囲むように光っている 下:シミュレーションで再現したオーロラ爆発。オーロラの突然の増光、西向きに動く「サージ」というオーロラ爆発の特徴をシミュレーションで再現することができている

海老原准教授は今回の成果について「美しいオーロラの核心に一歩近づいたかもしれません。はためくカーテン状のオーロラや渦巻くオーロラなどのオーロラらしさがなぜ現れるのか、その理由を全体システムの文脈で明らかにするとともに、オーロラと社会との関係を調べていきたいと思います」とコメントしている。

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