国立極地研究所(極地研)、統計数理研究所(統数研)、東京大学(東大)の3者は10月31日、2024年5月11日に発生し、日本の広範な地域でも観測されたオーロラについて、一般市民によって撮影された179点の画像を分析した結果、兵庫県などの低緯度の地域でもオーロラが観測できたのは、高度約1000kmという、通常よりも高い場所までオーロラが発光していたためであること、ならびに日本から見えたオーロラの色が低緯度オーロラでよく見られる赤色ではなくマゼンタ色をしていたのは、太陽光の青い散乱光が同時に見えていたためであることを解明したと発表した。
同成果は、極地研 宙空圏研究グループの片岡龍峰准教授、同・Sachin Reddy特任研究員(研究当時)、統数研 学際統計数理研究系の中野慎也教授、東大大学院 理学系研究科・理学部 地球惑星科学専攻 関研究室の中村勇貴特任研究員らの国際共同研究チームによるもの。詳細は、英オンライン総合学術誌「Scientific Reports」に掲載された。
太陽は11年の活動周期を有し、2019年からは第25太陽活動周期に入っている。今周期のピークは2025年と予想されているが、すでに2024年も太陽表面の爆発現象である「太陽フレア」のうち、規模の大きなXクラスは5月以降、ほぼ毎月複数回発生しており、5月だけでも20回ほど発生している。そのため、5月11日には巨大磁気嵐が起き、オーロラは地球近傍の宇宙空間の影響を多大に受けることもあって、日本の中部地方でもオーロラが目撃される珍しい状況が生じた。
それを受けて研究チームを率いる片岡准教授は、X(旧ツイッター)でオーロラの撮影を広く一般に呼びかけることを実施。その結果、沖縄を含む日本全国からの画像が集まり、シチズンサイエンスとして初めて本格的なオーロラ観測が実現したとする。こうして集められたオーロラ画像には、不思議な特徴が2点あったという。1つは、兵庫県のように緯度が低い地域からもオーロラが観測されたこと。もう1つは、色が磁気嵐時の典型的な赤ではなくマゼンタだったということだという。そこで研究チームは今回、この2つの特徴の説明を試みることにしたという。
-
(a)青森から撮影されたオーロラ写真(KAGAYA氏撮影)。(b)は北海道、(c)は中部、(d)は東北で撮影された画像(市民提供) (出所:極地研Webサイト)
画像からオーロラの上端の仰角を求めることができた地点は179地点あり、その撮影時刻はバラバラであった一方、オーロラが発光している高度、緯度を仮定すると、これら多地点からどのくらいの高さで見えるかを見積もることが可能だという。そこで、さまざまな高度や緯度で発光した場合を考慮し、それぞれのケースがどのくらい各地点の仰角データと合っているかを比較することで、オーロラがどこで発光していたかを推定する「ベイズ推定」が行われたところ、通常のオーロラは発光高度が高くてもおよそ600kmほどであるが、今回のオーロラ上端の高さは1000km以上だった可能性が高いことが導き出されたとのことで、このことが兵庫県などの緯度の低い地域からでも、見晴らしさえよければオーロラを観測できた最大の理由だ結論づけられたとする。
