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オーロラが光る謎!

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皆さんはオーロラを見たことがありますか?
夜空に揺らめく美しいオーロラ。そのオーロラはどのようにして光っているのでしょうか?

 

オーロラが光る理由

オーロラが光る理由には磁力が関係しています。
磁力が作用する空間「磁場」。この磁場にはN極から出てS極に向かうような力が働きます。地球を大きな磁石として考えると北極側にS極、南極側にN極が存在し、南から北へ向かう磁場が存在しています。(図1)

 


図1 地球を磁石に見立てた時の地球内部磁石と、その磁場の流れの向き。方位磁石を持ったとき、N極は北を向く。このことから、地球の北内部にはS極が存在していると言える。

 

地球の周りだけでなく、太陽から時々来るプラズマの爆風の中にも、一定の方向に力が働く磁場が存在しています。プラズマとは電気を帯びた粒子「電子」とイオンの集まりのことです。(図2)

 

図2 太陽から来るプラズマの爆風とその中に存在する磁場の流れの向きの一例

 

プラズマの爆風の中でも北→南向きの磁場が地球に近づいてきたとき、プラズマがよどみやすい、すなわちなプラズマが多く詰まった部分が生まれます。(図3) 地球の磁場と爆風の中にある磁場が反対方向であるためです。プラズマは詰まって、唯一の出口である地球の極近くの大気へと流れ込みます。プラズマのうち電子が持つ電気エネルギーをもらって大気中の原子や分子が光ります。これがオーロラが光る仕組みです。

 

図3 北から南に向いた磁場が地球周辺の磁場と接近した時の様子。黒い線が磁場の流れ、矢印が磁場の流れの向き。黄色い部分が、プラズマがよどむ空間。

 

オーロラが日本でも見られる?

明治~昭和に活躍した物理学者寺田寅彦は「大国主神が海岸に立って憂慮して居られたときに『海を光して依り来る神あり』とあるのは(中略)極めて稀に日本海沿岸でも見られるような北光(オーロラ)の現象をも暗示する」と書いています。

「日本でオーロラ?」と思われるかもしれませんが、実はいくつも記録があります。例えば、1204年2月21日、百人一首の選者で有名な藤原定家の日記『明月記』には「燭台に灯をともす頃、北及び東北の方向に赤気が出た。」とあります。赤気はオーロラのことだろうと言われています。
最近では2015年3月18日に北海道で暗いオーロラが出現しています。(図4)

 

図4 2015年3月18日に北海道で撮影された暗いオーロラ。なよろ市立天文台 きたすばるより。
 
日本に現れるオーロラ、是非見てみたいですね!
 
 
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 こちらの記事は2018年より新しくTELSTARに入ったメンバーたちによる
記事です。
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