古代文書はどのようにしてオーロラに光を当てることができるのか | 科学

1859 年 9 月初旬、奇妙で恐ろしい出来事の噂が日本中を駆け巡った。ある日記作家によれば、「空が燃えているようだった」という。 日本の本島の北端にある青森県から南へ900マイル以上離れた和歌山県まで、空は赤く輝いた。 多くの人はそれが遠くの火の光だと考えたが、どこで燃えたのかを特定することはできなかった。 港では千軒の家が倒壊したのだろうか？ それとも兵庫か西宮の酒屋でしょうか？ これらの場所の住民は、他の場所でも火災が発生したと考えていた。 高野山、五条、橋本、さらにはロシアまでが燃え上がる可能性のある場所として挙げられた。

京都から130マイル南にある和歌山県新宮市の歴史家は、90年前の1770年9月にも北の空に「赤い蒸気」が見られたと指摘した。その出来事中の報告も同様に、この奇妙な光は天体の影響であるという仮説を立てていた。遠くで火災が発生しましたが、他の異常な影響も現れました。 ある報告では、空の半分を覆った「強烈な赤い蒸気の中に棒のような白い縞模様が現れた」と記されています。 世界が終わるのではないかと心配する人もいました。 別の報告によると、彼らは不気味な光が空に流れる中、神聖な踊りを奉納し、仏陀に祈ったという。

科学者たちは現在、これらの恐ろしい表示がオーロラであったことを理解しています。 北の空で見られる場合、この効果はオーロラまたはオーロラとしても知られています。 この現象は、太陽や他の太陽に似た星からの荷電粒子が地球の磁力線を伝わり、大気中のガスと相互作用した結果です。 緑と赤の光は酸素との相互作用によって発せられます。 窒素により青や紫になります。

通常、これらの光の表示は極でのみ見られますが、激しい磁気嵐の際には、オーロラは赤道近くでも見ることができます。 この可視範囲の拡大は、太陽活動の激しさを示す重要な指標となります。 1770 年と 1859 年の出来事の間、この光は世界中の非常に低い緯度で見られました。 ヨーロッパとアメリカ大陸でのこれらの出来事の記述は広範囲に研究されてきましたが、東アジアのアーカイブにある同様の記録についてはあまり分析が行われていませんでした。

現在、日本の研究者からなる学際的なチームは、これらの記録を編纂して研究し、さらに紀元前1万年に遡る新たな記録を特定している。この歴史を拡張することで、将来の太陽活動のより良いモデル化につながると彼らは期待している。 太陽の磁場が不安定になり、太陽嵐がより頻繁かつ激化すると予測される時期に近づいているため、そのモデリングは現在重要である。

1859 年の複数日に渡るこの現象は、現代で観測された最も激しい太陽嵐です。 それは地球上の電信ケーブルを損傷し、電信局で火災を引き起こし、通信事業者に衝撃を与えたと伝えられている。 オーロラはバハマやハワイなどの低緯度の場所でも見ることができました。

19 世紀以降、電子システムが普及したため、今日この規模の太陽嵐による被害は、さらに悲惨な結果をもたらすでしょう。 1989年にケベック州で発生したように、暴風雨は送電網をショートさせる可能性があり、冬の終わりの寒さの中で数百万人が停電した。 ブリティッシュコロンビア大学の名誉天文学者ジェイミー・マシューズ氏は、1859年の出来事の規模の嵐によって衛星、通信ネットワーク、送電網がすべて破壊される可能性があると述べている。 「もしそれが冬に起こったら、電気はまったくないでしょうし、それを取り戻すまでには長い時間がかかります」と彼は言います。

同氏は、暖房や食品の冷蔵に使用される電力の喪失により大量の死傷者が出る可能性があると警告しており、電力を供給するネットワークの復旧には数か月かかる可能性があると述べている。 ある政府機関は、これほど激しい嵐による混乱と修復にかかる費用は2兆ドルに達する可能性があると試算している。

空に赤や緑の光が流れても世界が終わるわけではないことはわかっていますが、地球上の人間の生活を支えるために必要となった電子インフラを保護するには、適切な準備が必要です。 マシューズらは、すでに複数のバックアップを備えたより堅牢なシステムを構築すれば、損傷や破壊が発生した場合に代替手段をすぐに利用できるようにすることを提案しています。

過去のオーロラの証拠を収集するという歴史的探求のこの最新章は、2014年に2人の日本人大学院生が京都大学近くのパブでおしゃべりしていたときに始まりました。 天文学者の玉沢晴文は、東アジアの中世の交通網を研究していた歴史家の早川久志と飲みに出かけていた。 「歴史に興味がある人や歴史資料を読める人に会うたびに、低緯度のオーロラの記録について尋ねていました」と玉沢さんは言います。

早川氏は、そのような記録の発見が可能であるかもしれないという玉沢氏の意見に同意し、そのテーマが彼が人文科学の大学院で研究したいと考えていた研究に近かったため、興味を持った。 彼は「歴史的記録を使用して過去の環境変動を研究」したいと考えていましたが、教授は彼にそれをやめるよう忠告しました。

二人は研究を進め、2012年に別の日本人科学者による大きな進歩によって研究が可能になった。物理学者の三宅芙佐は、スーパーフレアが年輪にデータ化可能な痕跡を残すようであることを発見した。 宇宙気象現象が発生すると、地球は宇宙線にさらされ、大気圏に到達すると炭素 14 を含む放射性同位体が生成されます。 樹木は光合成プロセスの一部としてこれを取り込み、放射性物質を年間のタイムラインに埋め込みます。 それ以来、研究者らは、年輪年表で現在三宅現象として知られている 10 個の主要な炭素 14 スパイクを特定しました。

天文学者と歴史家は、歴史的記録の中でこれらの出来事の 1 つに関する観察証拠を探しました。 早川さんはこちらを向いた 松史、西暦960年から1279年の間に行われた天体観測に関するセクションを含む、宋王朝の中国の歴史年代記。これまでの研究では、「蒸気」、「雲」、「光」に関するさまざまな記述がオーロラに関連付けられていた。 これらの参考資料を検討して絞り込んだ結果、オーロラに関する可能性のある参考資料が 193 件見つかりました。 松史。

現在進行中の研究では、早川氏、玉沢氏、そして彼らの頻繁な共同研究者である太陽物理学者の磯部弘明氏が調査を拡大した。 彼らは、上記の 1770 年と 1859 年の現象で観測された太陽嵐に関する記録を検討し、さらに過去に遡りました。 それ以来、彼らは近東の学者の助けを借りて古代バビロニアの天文報告を調べ、紀元前652年に遡るオーロラの記述の可能性を明らかにした。彼らは研究の範囲を広げ、「珍しい虹」や「白い虹」など他の記述子も含めた。 磯部氏は、江戸時代の日本の識字能力の向上に伴い、民間の日記作者の数が増加したと説明する。 しかし、これらの観察者はオーロラについて以前に記述した古典文献に精通していないことが多かったため、これらの記録者は同じ現象を指すためにより多様な説明用語を使用し、それが現代の科学者にオーロラに関するより多くの手がかりを提供しました。

早川氏と玉沢氏はその後、大学院を修了し、学際的な研究を続けています。 つい最近、早川氏は独立研究者のマリヌス・アンソニー・ファン・デル・スルイス氏と協力し、中国で発見された最古のオーロラ候補を特定した。 竹の歴史これは紀元前 10 世紀に遡り、これまでに特定された例より 3 世紀も古いものです。

歴史的な観測者によって記録されたデータは、太陽周期をより正確に理解するために非常に重要です。 このデータを使用して将来の活動のモデルを作成することは予測に役立つ可能性がありますが、マシューズが主張するように、これらの大規模な嵐のいずれかが再び地球に到達した場合に電子インフラを保護するには、より強力な準備が依然として必要です。

その一方で、スタンフォード大学の太陽物理学者、リーフ・スヴァルガード氏によると、早川氏や玉沢氏を含む研究者らによって発掘された歴史的観測は、太陽が長期的に何をしているのかを理解するのに役立つだろうという。 「いつものように、過去は現在（そして未来）への鍵です」と彼は電子メールに書いている。 「私たちが今観察しているものが異常なのか、それとも単に太陽がその役割を果たしているのかを知る必要があります。」