この研究では、別の写真家が撮影した青が優勢なオーロラも分析されました。 （クレジット：尾崎光弘）
名古屋、日本 — 2024 年 5 月、一世代に一度の太陽嵐が、めったに見られない異常な天体現象で空を染めました。青いオーロラが数百マイルの夜空に広がりました。日本の市民科学者によって撮影されたこの見事な展示は、素晴らしい写真を提供してくれただけでなく、宇宙天気とその息をのむような光のショーの神秘的な世界をユニークに垣間見ることができます。
この極端な磁気嵐は、G5 レベルのイベント（最も強力なカテゴリ）に分類され、黒点領域 AR13664 からの複数の太陽フレアによって引き起こされました。これらの強力な噴火は、コロナ質量放出を地球に向けて猛スピードで送り出し、典型的なオーロラ表示よりもはるか南で見える光のショーを生み出しました。
この出来事を特に注目に値させたのは、低緯度地域ではめったに見られない色である青いオーロラの発生でした。伝統的に、これらの緯度でのオーロラは主に赤または赤紫に見えます。青い光は、まるで夜空に垂れ下がった天体のカーテンのように、はっきりとした垂直構造で現れました。
能登半島の画像のビデオ UT 10:30 から 16:10 までに撮影されたカラー画像のビデオ。 (クレジット: 地球の惑星と宇宙)
高解像度のデジタルカメラを持った 2 人のアマチュア写真家が、この異常な出来事を日本のさまざまな場所から撮影しました。ある写真家は能登半島から撮影し、別の写真家は長野県の木曽から撮影しました。彼らの画像からは、科学者たちがこれまでこれほど正確に記録したことのないものが明らかになりました。それは、地表から 400 ～ 900 キロメートル上空に広がる、明確で構造化された地層を伴う青いオーロラです。
研究者らは、洗練された数学的手法を使用して、これらの青いオーロラの正確な位置と特徴を特定しました。さまざまな角度から撮影した画像を比較することで、オーロラの位置、高度、範囲を三角測量することができました。彼らの計算により、青い構造物はおよそ 1,200 キロメートル (サンフランシスコとシアトルの間の距離にほぼ相当) にわたっており、磁気緯度 40 度に出現していることが明らかになりました。
科学者たちはこれまでにもオーロラの青い発光を観察しましたが、この出来事はユニークでした。これまでの青いオーロラは、通常、電離層の太陽に照らされた領域と関連付けられていましたが、これらの青い光は、地球の磁気圏で突然エネルギーが爆発するサブストームと同期して、真夜中に出現しました。
これらの青いオーロラを実際に作り出しているものは、まだ少し謎のままです。研究者らは、地球の環流からの高エネルギー中性原子（ENA）や窒素分子イオンによる太陽光の共鳴散乱など、いくつかの可能性のある説明を提案している。しかし、この現象で観察された正確な垂直構造は、より複雑なプロセスが関与している可能性を示唆しています。
名古屋大学宇宙地球環境研究所（ISEE）の塩川一夫教授は、「我々の研究結果は、窒素分子イオンが何らかのメカニズムによって上向きに加速され、青色が優勢なオーロラの形成に関与した可能性があることを示唆している」と述べている。メディアリリース。
「これまでのところ、分子量の大きな窒素分子イオンがどのようにしてこのような高高度に存在できるのかはよくわかっていません」と研究の共同リーダーは続けた。 「このようなイオンは、質量が大きく、解離再結合の時間間隔が短いため、長期間存在することは容易ではありません。ただし、高高度でも観察されます。その過程は謎に包まれています。」
木曽の画像のビデオ UT 12:30 から 18:30 までに撮影されたカラー画像のビデオ。 (クレジット: 地球の惑星と宇宙)
この発見は、宇宙天気、太陽と地球の相互作用、地球磁気圏の複雑な力学に関する貴重な洞察を提供します。今後数年間で太陽活動が増加すると予想されているため、これらの新しい観測は、科学者がこれらの複雑な大気現象をより深く理解するのに役立つ可能性があります。
雑誌に掲載された研究 地球の惑星と宇宙、また、市民科学者（現代のテクノロジーを使って珍しい出来事を捉えることで科学研究に大きく貢献するアマチュア写真家や愛好家）の重要性が高まっていることも強調しています。高解像度のデジタル カメラと複数の場所に配置できる能力により、科学観察に新たな道が開かれました。
論文概要
方法論
研究者らは、日本の 2 つの異なる場所からのデジタル カメラ画像を組み合わせて使用しました。これらの画像の幾何学的な角度を慎重に校正することで、オーロラの 3 次元の位置と構造を数学的に再構築することができました。彼らは高度な座標変換技術と磁場モデルを利用して、オーロラの正確な高度、緯度、経度範囲を推定しました。
主な結果
この研究により、青いオーロラが地球の上空400～900キロメートル、縦方向に1,200キロメートル（745マイル）にわたって広がっていることが明らかになった。これらのオーロラは 3 つの異なる垂直構造で出現し、主に青色の波長範囲で検出されました。この出来事は、強力な磁気嵐とサブストームの活動と同時に発生しました。
研究の限界
この研究はわずか 2 か所での観測に基づいているため、データの包括性が制限されます。高度と位置の推定は視覚的なピクセル選択に依存しているため、潜在的な軽微なエラーが発生します。また、この研究では、青いオーロラが発生する正確なメカニズムを明確に確認することはできません。
ディスカッションと要点
資金調達と開示
この研究は日本学術振興会の助成金によって行われました。著者らは競合する利益はないと宣言し、研究は外部の商業的影響を受けずに独立して実施された。
#驚くべき新たな目撃情報が珍しい青いオーロラの謎を解き明かす