冬近づく南極でオーロラ観測本番 昭和基地
北半球とは反対に、冬が近づきつつある南極の昭和基地。
1日ごとに10分前後ずつ長くなる夜を徹したオーロラ観測が、本番を迎えている。

太陽が発する電気を帯びた粒子が、高度80~400キロの超高層大気に衝突して光を放つ。
それがオーロラだ。 南極と北極を結ぶ磁力線に沿って粒子が飛ぶため、緯度の高い地域で現れる。
冬近づく南極でオーロラ観測本番 昭和基地 (朝日新聞)
南極オーロラの画像


オーロラは一度は見てみたいと思われている方はたくさんいると思います。私もそのひとりです。
そこで、まだ見ぬオーロラって一体どんなものなのでしょう。オーロラにについて少し調べてみました。


■オーロラとは

陽風の電離圏への衝突が生む無害で美しい現象が、オーロラである。
オーロラは、電離圏に蓄積したエネルギーが、光として放出される際に発生する。
極地付近の夜空に現れる色鮮やかで壮麗な現象である。
壮大な夜空に突如出現する不思議な光のカーテンは、閃く天空にダイナミックなパターンを描く波のようにうねりとなり、魅惑の輝きを放つ。

太陽フレアのような急激な高エネルギー現象は、非常に強烈なオーロラを生み出すことがある。特に強烈なフレアは、大気層に荷電粒子の過負荷をかけるため、普段はオーロラが見られない地域でもオーロラが出現することがある。

■オーロラについてもう少し詳しく

北極と南極地方に現れる薄緑色をした不思議な光のカーテンは、オーロラと呼ばれ、今日の科学者らによっても、完全に解明されていない。

この光は、通常、夜明けの光のように地平線近くに出現する。学名は「北極光」、つまり「北方の夜明け」である。同様に、南半球でのこの現象は「南極光」、つまり「南方の夜明け」として知られている。 オーロラは、晴れた夜空で観測され、ぼんやりとした輝きであったり、宇宙へと上空に尾を引くような光線で構成された、絶えず変化し続けるドラマティックな光のカーテンであったり、天空にダイナミックなパターンを描く波のようにうねる帯であったり、さまざまである。

■オーロラのしくみと出現

地球の磁気圏に衝突する太陽風と宇宙線から荷電した粒子(電子とイオン)が、オーロラのエネルギー源である。地球の磁場は、これらの粒子を地表近くに引き付け、北極と南極に送り込む。荷電粒子が地表から約322キロメートルまで到達すると、電離圏の大気中の分子(酸素と窒素)と衝突し始める。この衝突によって、粒子から大気中の分子に含まれる原子に、エネルギーが伝送される。励起状態の原子は、光子としてエネルギーを発散する。衝突は、地表から約96.6キロメートルの高度までそのまま続く。地球の磁場は、これらの粒子を北極と南極に引き寄せる傾向があるため、オーロラは、通常、最北端や最南端の地域でのみ出現する。

しかし、強い太陽風が発生する時期、特に太陽フレアが地球の方向に向って爆発し、電離圏に突入する粒子の数が大幅に増加した後には、赤道近くでもオーロラが出現することがある。

■オーロラの観測

特徴のある黄緑色のオーロラは、電子と酸素との衝突で発生する。イオン化された窒素とイオン化されていない窒素によって、少量の赤色と青色が加えられる。赤色一色の珍しいオーロラは、非常に上層にある酸素によって生じる。宇宙飛行士の報告によれば、オーロラは、宇宙から見るとさらに感動的であるという。スペースシャトル「エンデバー」は、1994年に南極光の中を飛行し、写真や貴重な学術データを持ち帰った。

オーロラは、地球上では時おり肉眼で観測される程度であるが、より幅広い波長の光をとらえることができる衛星カメラでは、一日のどの時間帯でも、極地全域でオーロラの活動を観測することが出来る。宇宙船「ボイジャー」は、木星と土星のオーロラ現象を観測した。

■オーロラ理論

オーロラの輝きとドラマティックな外見は、太陽風の強さによって決まる。太陽風は、太陽の表面活動によって常に変動している。しかし、その強さは、11年周期の盛衰の影響も受けている。西暦2000年は新しいサイクルのピーク、極大期にあたり、太陽風は、最も激しくなった。

オーロラは数千年にわたって観測され、人々を驚嘆させてきたが、科学の知識の進歩は遅れ気味である。過去の理論では、オーロラは、北極の雪の吹き溜まりから空に吹き上げられた氷晶から反射された太陽光であると、推測されていた。

そして、1774年、フランスの科学者、ジャン・ジャック・ドルトス・ド・マランが、オーロラ現象の激しさは太陽黒点の活動に連動していることを示した。1868年、ノルウェーのアンダース・ヨナス・アングストロームが、プリズムを用いて、オーロラの光が太陽光とは異なることを立証した。電離圏は1925年に発見され、1931年、シドニー・チャップマンとビンセント・フェラーロが、オーロラの発生を説明する初めての近代理論を発表した。1969年、アラスカ大学の地球物理学研究所が、ロケットを発射して電離圏にバリウムを散布し、アラスカのいたるところで人口のオーロラが観測された。

■オーロラの音

少人数ながら長期にわたって観測を継続しているオーロラ観測者らが、オーロラの出現に伴う音を報告している。ブーン、パチパチ、サラサラなど多様な音が報告されている。意外なことに、こうした知覚された音を正しく説明できる科学的理論は存在しない。一部の科学者らは、こうした報告を、想像の産物であるか通常の内耳音であると受け止めているが、報告の一貫性や耳の中の「耳鳴り」との相違点から、他の説明を求める者もいる。推論のひとつは、オーロラの電気エネルギーが付近の樹木や、聴き手の毛髪に帯電し、空気中に放電する際にパチパチと聞こえる、というものである。

■オーロラの形と色

オーロラの形は、カーテン模様の光のカーテン状のものと、渦を巻いたコロナ型オーロラがあります。オーロラ活動の強弱、観測する位置によって変わる。
オーロラの色は、人が肉眼で確認できるの基本的な色は、赤、緑、ピンク(または水色)。
七色ではない。七色に輝くものとして有名な自然現象は、虹(にじ)がある。
 虹は、太陽光が空気中の水分に反射して起きる現象で、その色の構成は、太陽の光の色(波長)の構成をあらわす。オーロラの光は虹と異なり、太陽光が空気中の水分に反射して光るものではなく、大気中の粒子そのものが発光する光である。


オーロラのよく観測される地として、北極南極の他にアラスカのアンカレッジ、フェアバンクス、バローなどがあります。いつか私もオーロラ観測をしに郊外のロッジやホテルに泊まり、心ゆくまで夜空に広がるカーテン状のオーロラを見てみたいと思っています。
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by dreaming_star | 2004-04-21 19:58 | その他いろいろ
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