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オーロラ

木星の意外な姿、探査機「ジュノー」の極地観測で判明!巨大嵐、雷、オーロラ、大赤斑...謎多き巨大惑星

 謎の多い巨大ガス惑星「木星」

 木星は、太陽系の惑星の中で一番大きな天体だ。直径は、地球の約11倍。質量は地球の318倍もあるので他の惑星7つを足しても木星の半分の質量にもならない。

 木星は、地球や水星、金星、火星のような岩石型惑星ではなく、ガス型の惑星だ。そのほとんどは水素でできている。木星の中心には、岩石の核があるのではないかといわれており、そのまわりを液体の水素、気体の水素が取り巻いている。木星は、その大きさの割には回転が速く、自転速度は1周するのに10時間ほど。だから、遠心力が強く、やや横に膨らんだ楕円形となっている。

 天体観測を趣味としている人はよくご存知かもしれないが、木星には美しい縞模様がある。この縞模様の正体は何だろうか?


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惑星分光観測衛星「ひさき」で解明!光速まで加速される木星の「X線オーロラ」と「太陽風」の関係

 木星のオーロラの原因を解明

 オーロラ(aurora)といえば、地球の極域近辺に見られる大気の発光現象である。その原因は太陽からの「太陽風」と呼ばれるプラズマの流れであり、プラズマは常に地球に吹きつけていて、これにより地球の磁気圏は太陽とは反対方向、つまり地球の夜側へと吹き流されている。

 太陽から放出されたプラズマは地球磁場と相互作用し、複雑な過程を経て磁気圏内に入り、地球磁気圏の夜側に広がる「プラズマシート」と呼ばれる領域を中心として溜まる。このプラズマシート中のプラズマが何らかのきっかけで磁力線にそって加速し、地球大気(電離層)へ高速で降下する。

 これが、大気中の粒子と衝突すると、大気粒子が一旦励起状態になり、それが元の状態に戻るときに発光する。これがオーロラである。発光の原理だけならば、オーロラは蛍光灯やネオンサインと同じである。


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宇宙の電磁波「コーラス」によってオーロラが瞬く仕組みを解明!JAXAと名古屋大の研究グループ

 オーロラの発生原理

 2012年現在では、オーロラの発生原理は以下のように考えられている。 太陽からは「太陽風」と呼ばれるプラズマの流れが常に地球に吹きつけており、これにより地球の磁気圏は太陽とは反対方向、つまり地球の夜側へと吹き流されている。

 太陽から放出されたプラズマは地球磁場と相互作用し、複雑な過程を経て磁気圏内に入り、地球磁気圏の夜側に広がる「プラズマシート」と呼ばれる領域を中心として溜まる。

 このプラズマシート中のプラズマが何らかのきっかけで磁力線にそって加速し、地球大気(電離層)へ高速で降下することがある。大気中の粒子と衝突すると、大気粒子が一旦励起状態になり、それが元の状態に戻るときに発光する。これがオーロラである。


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地球以外でもオーロラを観測?木星は高速自転、火星は太陽嵐により直接発生

 オーロラが観測できる惑星

 オーロラは、太陽から飛来する磁気と電気を帯びた粒子が大気中の粒子と100㎞以上の上空で衝突し、美しく輝いて躍動するのが見える幻想的な現象である。先日、日本でオーロラが観測された。北海道の北の夜空がうっすらと赤く染めた。

 北極や南極に近い高緯度でよく出現するが、日本のような中低緯度では珍しい。今回は名寄市で観測され、国内では2004年11月の北海道下川町以来11年ぶりだった。写真の撮影に成功した、今回のオーロラはひじょうに淡く、人間の眼では見えなかったようだ。

 今回のオーロラの原因は、活発化していた太陽の活動領域で、15日10時ごろにコロナ質量放出(CME:太陽ガスの放出現象)が起こり、プラズマ粒子が地球に到達して、3月18日に発生した磁気嵐による。


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北海道で11年ぶりのオーロラ観測!太陽嵐がもたらした強度「G4」の磁気嵐

 日本に11年ぶりのオーロラをもたらした太陽嵐

 3月18日未明、日本でオーロラが観測された。北海道の北の夜空がうっすらと赤く染めた。オーロラは、太陽から飛来する磁気と電気を帯びた粒子が大気中の粒子と100㎞以上の上空で衝突し、美しく輝いて躍動するのが見える幻想的な現象である。

 北極や南極に近い高緯度でよく出現するが、日本のような中低緯度では珍しい。今回は名寄市で観測され、国内では2004年11月の北海道下川町以来11年ぶりだった。肉眼では見えなかったが、なよろ市立天文台の職員の中島克仁(なかじま かつひと)さんが写真の撮影に成功し、公表している。今回のオーロラはひじょうに淡く、人間の眼では見えなかったようだ。

 今回のオーロラの原因は、活発化していた太陽の活動領域で、15日10時ごろにコロナ質量放出(CME:太陽ガスの放出現象)が起こり、プラズマ粒子が地球に到達して、3月18日に発生した磁気嵐による。


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