宇宙を思い浮かべる⑪「太陽の活動ーオーロラ」

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オーロラのメカニズム

高緯度地域の空を彩るオーロラ現象は、太陽の活動が活発な時期に多く発生します。

太陽風と地球磁気圏との相互作用が、美しい大気発光の源泉となっています。太陽風の荷電粒子は地球磁気圏に取り込まれ、磁気圏尾部のプラズマシートに蓄積されます。

この領域で電子やイオンが加速されると、磁力線に沿って地球の磁極に流れ込んできます。そうして高層大気の粒子と衝突して発行するのがオーロラです。

電子のエネルギーと励起する原子や分子の種類に応じた輝線が、オーロラの色を生み出しています。酵素原子が呈する赤色(波長630.0nm:高度150km以上)緑色(波長557.7nm:高度100-200km以上)、窒素イオンが示す青色(波長427.8nm:高度90-120km以上)です。

危険な太陽風

太陽からは太陽風が常に流れ出しています。

フレアに伴うコロナ質量放出では、強い磁場を帯びたプラズマがの塊が高速で飛び出し、2、3日かけて地球に到達します。その影響はオーロラだけでなく、大規模な磁気嵐が起きれば、発生する誘導電流が高緯度地帯の電力網にダメージを与える可能性があります。

放射線帯を通過する人工衛星が電子系統を損傷し、通信や放送が不可能になるかもしれません。多くの人間が宇宙で活動する現代では、危険な太陽風を予測して回避する「宇宙天気予報」が大事となります。

太陽探査の歴史

太陽の黒点の記録は17世紀に始まり、ガリレオは太陽の自転を見出していました。

19世紀にスペクトル研究が進み、太陽を構成する物質や温度を測定できるようになりました。このように、太陽の研究は近代天文学の歩みとともに進んできたことがわかります。

現在では、地上だけでなく大気圏外でも太陽観測機が活躍し、構造と時間変動を高分解能で観測して、太陽研究を大きく発展させています。

太陽表面の磁気活動や爆発現象が解明されはじめ、地球磁気圏と太陽風の相互作用も観測されています。太陽系内に広がる太陽磁場の探索には惑星探査機も一役買っているのです。