オーストラリアで見えるオーロラ・オーストラリスとは

オーロラの起源は太陽風に乗って運ばれてくる高エネルギー荷電粒子によって大気の外側にあるガス分子が励起されること。いわばプラズマ発光分析と同じ原理である。電子エネルギーと発光線の波長との関係は原子発光分析の教科書、例えばWhiteのモノグラフ(Atomic Spectra)など、に説明されている。

 

原子発光とオーロラ

例えば100eVの電子で励起されるのは大気の最も外側にある酸素原子の励起での630nmの赤いオーロラ発光。1keV電子になると酸素原子の励起で557.7nmの緑、10keV電子では窒素分子励起で427.8nmの青色が観測される。赤から青い色の励起領域は高エネルギー電子ほど大気の深部すなわち低い高度で観測することができる。

極地や北米・北欧など高緯度地域で観測されるオーロラについては別記事を参考にしてもらうことにして、ここでは低緯度でもオーロラが観測されるというあまりよく知られてない現象について説明したい。低緯度で見られるオーロラは赤い場合が多い。

2015年、北海道名寄市の「なよろ市立天文台きたすばる」の職員が3月18日未明、オーロラの撮影に成功した。国内でオーロラが観測されたのは2004年11月以来だという。赤いオーロラは中国でも観測されている。また2015年6月22日に発生した磁気嵐で赤いオールラが世界各地の低緯度地域で見られた。

 

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Credit: abc.net.au

 

オーロラ・オーストラリス

オーストラリアで観測されるオーロラはオーロラ・オーストラリス(Aurora Australis)と呼ぶ。また極地のオーロラは一般にNorthern Lightsとも呼ばれるが、オーロラ・オーストラリスはSouthern Lightsと呼ぶ。この特殊なオーロラの予報サイトでは極地のものと同様に、リアルタイムで活動状況を提供している。

極地のオーロラに比べると頻度も低く同じような明るさも期待できないが、酷寒の環境で待ち続ける必要はないので、オーストラリアへのオーロラ観光も盛んになって来ている。

太陽フレアはB,C,M,Xクラスと規模に応じて、各クラスとも9.9まで数値化されているが、オーロラ活動の定量的なスケールとしては、1949年によりドイツの研究所が数値化したKp指数が使われる。Kp指数はオーロラが観測される地域より赤道に近い(サブオーロラ)13地域での地磁気変動の絶対値を28段階表示したもの。下図に示すようにKpが高い(活発な)磁気嵐ではオーストラリア大陸から赤いオーロラが観測できるようになる。

 

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Credit: aurora-service

 

低緯度オーロラと矛盾する黒点活動低下

なよろ市立天文台きたすばるの赤いオーロラ撮影は、難しい条件で撮影に成功した幸運な例であったが、2015年3月の太陽活動の減衰期でX2.2フレアが発生しているのは奇妙である。通常であれば、減衰期では黒点の数が減るので、Xクラスのフレアの発生確率も下がるはずだからである。太陽活動周期が現在、長周期の極値になっているのかもしれない。その場合、ミニ氷河期に突入していると説明に苦しむ。

現在の太陽の周期24が太陽活動の早期低下や南北で磁極の挙動が異なる点など通常の11年周期構造と異なる点でも太陽活動の予想を難しいものにしている。しかし最近観測された太陽黒点密度の低下がミニ氷河期の到来が早まったことを意味するかといえば断言できるほどのデータはない。しかし衛星観測による全太陽放射と太陽黒点の関係から、黒点の減少が太陽放射の減少につながることは明らかなので、太陽活動の長期スケールでの活動低下と減衰期にあっても突発的に活動が強まることも頭におかなければならない。

これらの状況からは太陽の状態が簡単には理解できないことを示している。赤いオーロラは何らかの太陽活動の変化を意味しているのかも知れない。

 

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