New Clues On Origin Of Red Auroras

ブラウンシュヴァイクとゲッティンゲンからの画像は、科学者たちが神秘的な赤い輝きの原因を理解するのに役立っています。アマチュア写真家がお手伝いします

要点まで

• 珍しい輝き: 2024 年 5 月の太陽嵐は非常に強烈だったので、ニーダー ザクセン州南部でもオーロラが見えました。彼らは、これまでほとんど文書化されていなかった色やパターンを示しました。
• 新しい研究: ブラウンシュヴァイク工科大学、太陽系研究 MPI、ブラウンシュヴァイクのフラウンホーファー IST の研究者が、アマチュアによるオーロラの写真を分析しました。
• 高速粒子：高エネルギー電子が赤と緑のオーロラをほぼ同時に引き起こした可能性があります。
• Citizen Science: 一般の人々は、将来のオーロラの写真を研究者と共有することができます。

オーロラは、その神秘的な輝きと渦巻く色のベールで、経験豊富な研究者さえも魅了します。 2024 年 5 月 10 日の夜、特に激しい太陽嵐が地球に到達し、関連ウェブサイトでニーダー ザクセン州南部でもオーロラが発生すると予測されたとき、ブラウンシュヴァイク工科大学、フラウンホーファー表面工学・薄膜研究所、ゲッティンゲン大学、マックス プランク太陽系研究所 (MPS) の研究者数名が屋外に出ました。 「私は高緯度でたくさんのオーロラを見てきました。ゲッティンゲンより上では、オーロラは珍しいものです。ぜひ写真を撮りたかったのです。もともと写真を科学的な目的で使用することに興味はありませんでした」と、MPS 所長で情熱的な写真家のサミ K. ソランキは夜の小旅行を思い出します。

フラウンホーファー表面工学・薄膜研究所のフィリップ・シュルツ氏、ブラウンシュヴァイク工科大学地球物理学・地球外物理学研究所のインゴ・フォン・ボルステル氏、ゲッティンゲン大学天体物理学・地球物理学研究所のクラウス・ラインシュ氏は、ゲッティンゲンを拠点とする太陽研究者と同じ経験を共有した。しかし、彼らの画像は、異常であると同時に絵のように美しいことが判明しました。地表近くの緑のオーロラの上には、赤みがかった輝きが見られます。明るい光線は赤から緑まで下向きに伸びます。

「上の赤いオーロラと下の緑のオーロラを連続的に結びつける光線は、どの科学論文でも報告されていない」と、NASAのジェット推進研究所（JPL）の元科学者であり、この新しい出版物の筆頭著者であるブルース・T・ツルタニ氏は言う。 「それらは赤い輝きの起源を理解するのに役立ちました」と彼は付け加えた。ブラウンシュヴァイク工科大学の成田康仁氏は国際研究チームをコーディネートし、画像を太陽風や地球磁場の乱れに関するデータと比較した。

エネルギー源を探す

2024 年 5 月 10 日の嵐は、宇宙時代 (1958 年以降) で 2 番目に強力な磁気嵐でした。赤いオーロラは、中緯度、通常は高度 800 ～ 200 キロメートルの範囲で、激しい磁気嵐の際に発生します。赤色オーロラ形成の背後にあるメカニズムは、広範な理論研究の対象となってきました。さまざまなアイデアが提案されています。しかし、通常、赤いオーロラ空間を通過する衛星は存在しないため、これらの理論は検証されていません。

緑色のオーロラは、極地では典型的な夜に発生します。地球の磁気圏からの高速電子は、まるで滑り台の上にいるかのように、地球の磁場の線に沿って走り、大気中を地表から 130 ～ 85 キロメートルの高度まで進みます。そこで、それらは一連の衝突を引き起こし、最終的に酸素原子を緑色に輝かせます。

2024 年 5 月 10 日に撮影された写真は、赤いオーロラに関する多くの理論の解決を示しています。 「明るい光線が赤色から緑色のオーロラまで広がっているという事実は、どちらの場合も同じ物理的プロセスが働いていることを示唆しています」と成田氏は説明する。現在の分析では、赤色のオーロラも、緑色のオーロラと同様に、太陽から流れてくる電子によって引き起こされる可能性があることが示されています。

市民科学

11 年周期に従って、太陽はより穏やかな段階とより活動的な段階を経ます。活動のピーク時には、私たちの星は激しい太陽フレアを示し、大規模な噴火で特に高速の太陽風プラズマと埋め込まれた磁場を宇宙に投げ込みます。これらの磁場が地球の磁気圏に衝突すると、磁気リコネクションが発生して太陽風のエネルギーが地球の磁気圏に伝達され、場合によっては中緯度でもオーロラを引き起こす一連の出来事が引き起こされます。 2024 年以来、ニーダー ザクセン州南部でオーロラがさらに数回観察されるようになりました。現在、太陽活動は再び低下しています。ただし、この段階であっても、異常に激しい噴火が発生する可能性があります。

そこでブラウンシュヴァイク工科大学の研究者らは一般の協力を期待し、将来のオーロラの写真を共有するよう呼びかけている。科学的に意味のある写真を撮影するには、6 秒以下の比較的短い露光時間を使用することが重要です。これが証拠光線を捕捉する唯一の方法です。さらに、赤色オーロラには科学的に重要な特徴が他にもたくさんあり、市民科学者が協力できるでしょう。ブラウンシュヴァイク工科大学の成田康仁までご連絡ください。 [email protected] またはブルース鶴谷 [email protected]

背景情報

この研究には次の機関が関与しました。

• インド地磁気研究所、インド
• 中国科学技術大学、中国
• ブラウンシュヴァイク工科大学、ドイツ
• マックス・プランク太陽系研究所、ドイツ
• 英国南極観測所、英国
• ゲオルク アウグスト大学ゲッティンゲン校、ドイツ
• フラウンホーファー表面工学および薄膜研究所、ドイツ