オーロラ観測の研究
今回はオーロラ観測の研究について紹介したいと思います。 サイエンスポットは最新の科学技術にスポットライトを当てるポッドキャストです。
ホストはサイエントークのレンです。 今回の話題はオーロラですね。この音源が出ているときはですね、
おそらく僕はフィンランドにオーロラを見るのと、あとはちょっとサンタクロース村に行ってると思うので、ちょっと今週も配信が少なめかもしれないですが、話していきたいと思います。
オーロラ見えてるといいですけどね。そのオーロラなんですけど、一体これどういうものかと言いますと、
宇宙からやってくる電子とかそういった粒子が地球の大気の酸素とか窒素とかにぶつかって光る自然現象になっています。
オーロラって見たことある人とか写真で見たことある人いっぱいあると思うんですけど、赤だったり緑だったり、
青だったり、いろんな色に結構光ると。どういうエネルギーを持っているかによって結構色が変わるんですよね。
で、先月僕はアイスランドに行きまして、アイスランドに行ったときは緑のオーロラが非常によく見えて、ちょっと赤いかなぐらいですかね。
なんか緑が結構出やすいみたいなんですよね。で、今回注目したのが青いオーロラっていうことみたいです。
オーロラ研究において長年の課題の一つが、オーロラが地上からどれぐらいの高さで光っているのかっていうのを正確に知るっていうのが結構難しかったらしいですよね。
新しい測定方法
で、オーロラの高さを推定するために離れた場所に何台もカメラを設置して、それを3Dに立体的に撮影して、
で、このオーロラはこれぐらいの高さに出ているっていうのを今まで測っていたらしいです。
で、あとはこの地球の電力圏っていうんですけど、大気があるのは大気圏。
で、電力圏っていうのは宇宙と地球の境界の層ですね。
っていうのがどの辺にあるのか。
で、特にこの電力圏のイオン、原子が電子を失った状態、このイオンが宇宙空間にどう流れ出ているのかとか、そういったものの詳しい研究をオーロラを高さまで正確に測定するっていうのでできるらしいですよね。
で、この課題を新しいアプローチで挑んだのが今回紹介する研究で、
これは名古屋大学の宇宙地球環境研究所の塩川教授らと、
自然科学研究機構核融合科学研究所の井田特任教授、
吉沼女教、京都大学生存研究所の海老原教授らの共同研究になっています。
で、今回成功したのはどういうことかというと、
天文薄明りって、今ちょっと見ると天文白明ですね。正式な読み方としては薄明りって言ってたやつは。
これ何かっていうと、太陽が地平線の下に沈んでいるものの空が完全に暗くならない状態ですね。
だからそれは馴染みあるんじゃないかなと思います。
で、大気で太陽光が散乱して薄明るい時間帯のことを天文薄明りというらしいですね。
天文薄明り時に測定される青いオーロラの世界初となる高度分布の測定ということで、
ちょっと読み方違うかもしれないですけど、これ分かりやすいんでこうやって今読みます。
で、大体太陽の中心と地平線の角度が12度から18度みたいな、そういった定義もされているみたいなんですけど、
このどんどんどんどん太陽が昇ってくるタイミングですね。
この時にオーロラがどれぐらいの高さかというのが徐々に変わっていくと。
で、じゃあその高さを測定しましょうということなんですけど、
それに使ったのがオーロラ観測用ハイパースペクトルカメラっていうものを使ったそうです。
これは普通のカメラと違って、光って赤青緑の3色に分けて普通のカメラで捉えるんですけど、
ハイパースペクトルカメラってやつは光の色、波長の情報を数百のすごい細かい単位で光を分けて
撮影できるっていう超高性能なカメラらしいんですよね。
なので光がこう微妙に違う色っていうのもちゃんとそのカメラと測れますよっていうこと。
そして何台もカメラを置くんじゃなくて、これ1台で高感度にオーロラを撮影することで高さを知ると。
太陽がこの薄明かりの時にどんどん太陽が昇ってきて、でそれオーロラがどうなるかっていうのを見てるんですけど、
なので地平線の向こう側に太陽がいるとして徐々に太陽がそこから昇ってくると、
オーロラに当たる太陽の光っていうのは上からどんどん下の方に変化していくっていう感じですね。
でその角度の変化っていうのをカメラで撮れるっていうことみたいです、本当に簡単に言うと。
ちょっと分かりにくいですけど、例えば真っ暗な劇場みたいのがあったとして、
上の方にオーロラがあるとして、普通は高さそれ測るの、直接測るのって難しいんですけど、
舞台裏からゆっくりと懐中電灯でその天井の方のオーロラを照らして、ゆっくり懐中電灯を太陽が昇ってくるみたいに上げると、
そうするとオーロラに光が当たる場所がこうスーッと変わっていきますよね。
でその反射している部分っていうのを観測すると、オーロラの高さが精密にわかるらしいです。
で青いオーロラっていうのは窒素イオンの発光みたいなんですけど、今回調べたのは青いオーロラでしたと。
でじゃあ実際結果どうだったのかというと、夜間のオーロラだと窒素イオンっていうのは通常高度130kmぐらいで最も強いっていうことが知られてみたみたいなんですけど、
今回の研究だとこの渦あかりの時にやってみると200kmぐらいで発光強度が最大だということがわかりました。
つまり窒素イオンって今まで高度130kmぐらいにはあるよねって考えられてたんですけど、
研究の重要性
実際はもっと高い高度まで存在している可能性っていうのがわかってきたんですよね。
だからもっと宇宙寄りのところまで窒素のイオンが存在しているっていうのがオーロラからわかったということみたいです。
オーロラの発生メカニズムって何かいろいろこう言われていたりとか理論モデルみたいなものがあるらしくて、
その構築にはどれぐらいの高さでオーロラが実際に発生するかっていうのを知ることはすごい大事なことで、
さっき言った電力圏っていう地球の周りに覆っているイオンの層がどれぐらいの高さまであるのかみたいな問題、
そういったものを実際に具体的にもっと知るっていう研究につながっていくみたいです。
これちょっと僕の説明があまり上手にできてないかもしれないんですけど、
あとこれ2023年のスウェーデンで観測された青いオーロラについて研究していた内容みたいで、
それが最近発表されたという感じですね。
あとこれなんでこんなわざわざオーロラの高さとかその電力圏のイオンの話をしているのかっていうのをもう少し一歩踏み込んで調べてみると、
地球上の大気って重力を振り切って宇宙へ逃げていっているらしいんですよね。
それがどうやって起きているのかっていうのは結構大きな問いで、
これは広く見ると地球がなぜ大気をちゃんと維持できているのか。
一方で例えば火星とかっていうのは大気を失ってしまったっていう見方がされているらしくて、
その惑星環境がどうやって形成されてきたのかっていう話につながってくるみたいなんですよね。
イオンって当然地球の重力がすごい大きいんで、本来は落ちてくるはずなんですけど、
宇宙空間に流れ出していっているっていうことも観測されていて、
じゃあこれって何がエネルギー源になって宇宙の方にイオンがどんどんどんどん出ていっているんだろう。
それが実際どれくらいの高さで起きているんだろうみたいな話みたいです。
本当にこれがもしなかったら、太陽からプラズマの嵐っていう太陽風って聞いたことあるかもしれないですけど、
要はオーロラは太陽風が地球にぶつかってそれで光っているみたいな現象なので、
この磁気圏とか電力圏って結構重要なんですよね。
オーロラと火星の研究
さっきも言ったように火星は地場をほとんど持っていないので、
太陽風が火星の大気に直接ぶつかって、
どんどん大気とか大気のイオンとかが宇宙空間にボンボン飛んでいっているらしいんですよ。
ということがあったので、火星ってものすごく寒くて乾燥した星になったっていうのは、
もしかしたらこういうイオンがどんどん流出しているっていうので、
水を持っていたかもしれないけど失ったとか、そういった見方もできるらしいんですよね。
だからその惑星のすごいダイナミックな全体の仕組みっていうのを、
オーロラを起点に考えていくっていう研究みたいです。
僕もこれ全然知らない話だったんで、
ああこういう見方、ただオーロラ綺麗っていうだけじゃなくて、
オーロラ観測でそういう宇宙と地球の間みたいなやつの研究ができるのかっていうので、
すごく面白いなと思って今回紹介してみました。
フィンランド旅行の計画
今回の話題これぐらいなんですけど、最後に雑談。
せっかくフィンランドに行くって話をしているので、
先月はアイスランドで今月フィンランドですね。
相変わらず旅行には行き過ぎてるんですけど、
ちょっとだからペースはここから落ちるかもしれないですけど、
フィンランドと、あとフランスに行くことは決まってるんですけど、
一旦それぐらいですかね。
フィンランドはロバニエミっていうサンタクロース村に、
これが配信される時にはもう帰ってきてるかな。
ちょうど帰ってきてるぐらいかもしれないですけども、行っていて、
子供の時からやっぱサンタクロース会ってみたいとか、
あとはトナカイのそり乗ってみたいとか、犬ぞり乗ってみたいとかは結構あったんですよね。
その夢を叶えたいなっていうのが一つと、
あとは単純にすごい寒い国で、
サウナとか温泉みたいなの入って、雪に飛び込むみたいな、
そういうリラックスをしに行きたいなっていうのが大きい目的ですね。
あとはちょっと時間あったら行きたいなと思ってるんですけど、
北極圏なので、北極圏の博物館みたいなやつもあるらしくて、
ちょっとそこも時間あったら行きたいなっていうふうには今思ってますね。
地球上で北極圏に近いところまで行ける場所って本当に限られてて、
アジアとかって今北の方全部ロシアなんで、ロシア行けないんで、
そう考えるとヨーロッパ側から行くしかないんですよね。
あとグリーンランドとかかな。一応グリーンランドも旅行で行けるみたいなんですけど、
あんまりちょっと何があるのかよく分かってないですけど、グリーンランドよりかは、
アイスランドは行けたし、今回もっと北のフィンランドのロバニエミっていうところに行くっていうので、
今までで一番北ですね。僕の人生の中では一番北のところに行けるのは非常にワクワクするなと思ってます。
時期的にはちょっとまだめっちゃ雪積もってるか微妙な時期ではあるんですけど、
そこはちょっと行ってみてのお楽しみですね。またSNSとかで何か発信してるかもしれないですけど、
見てもらえると嬉しいなと思います。相変わらずちょっと旅行のいろんな話とかが溜まりすぎてて、
ポッドキャストで全然出し切れてないんですけど、多分今年年末と来年とかにかけて出まくるかもしれないですね。
僕の発信の軸と、どこかいろいろ旅するみたいなやつはちょっと別軸なところもあるんですけど、
これも人生だということで発信をするかなって思いますね。
もう結構一生分ヨーロッパ旅行してるようなペースで今来てるんで、非常にいい経験だなと思いますね。
あと年取ってからヨーロッパ旅行をアクティブに行くのは無理そうだなって思っちゃいましたね。
アイスランドとかでもめっちゃドライブしたりとか山登ったりみたいなことあったんですけど、
それまでちゃんと健康でいないとなかなか自分で車運転して歩いていくっていうのは難しくなりそうで、
そういう意味でも行きたいなって思ってるところは体が元気なうちに行った方がいいだろうっていう感じですね。
まあまあその分お金はかかるんですけど、それはまたちょっと今後頑張るっていう感じで頑張っていきたいと思います。
あまり旅行の話ばっかりしててもなんかこううざいと思われたくないところはあるんで、これぐらいにしておきますか。
ということでこの番組サイエンスポットは日本語と英語で配信をしています。
この番組を聞いて皆さんも感想などありましたら、ハッシュタグサイエンスポットで投稿してもらえると嬉しいです。
それではまた。
