世界初!地球近傍の宇宙で発生するプラズマと電磁波の 相互作用発生域の可視化に成功 ～最新の科学衛星「あらせ」と極北のオーロラ観測から宇宙の物理現象を理解～

世界初!地球近傍の宇宙で発生するプラズマと電磁波の相互作用発生域の可視化に成功～最新の科学衛星「あらせ」と極北のオーロラ観測から宇宙の物理現象を理解～

2019年1月17日 09:00 | プレスリリース?研究成果

金沢大学理工研究域电子情报通信学系の尾崎光纪准教授，名古屋大学宇宙地球环境研究所の叁好由纯教授，塩川和夫教授，电気通信大学の细川敬祐准教授，国立极地研究所，京都大学，东北大学，闯础齿础宇宙科学研究所，フロリダ大学（アメリカ合众国），国立研究开発法人情报通信研究机构，アサバスカ大学（カナダ）などの国际共同研究グループは，地上で観测されるオーロラを使い，地球近傍の宇宙で発生する电磁波コーラス（※1）と高エネルギー电子が共鸣することで生じる波动粒子相互作用（※2）発生域の形状変化の详细を世界で初めて明らかにしました。

コーラス波动と电子が引き起こす波动粒子相互作用という物理现象は，人工卫星に搭载される电子回路の故障や宇宙飞行士の被ばくなどを引き起こす有害な放射线を発生させます。また，宇宙の高エネルギー电子を地球の大気中へ降下させ，地球の大気组成に変化をもたらす可能性も示唆されています。しかし，波动粒子相互作用は目で见ることができないため，その形状変化の详细は半世纪以上にわたり不明のままであり，现在もなお，国际観测研究が精力的に継続されています。

本国際共同研究グループは，コーラス波動が高エネルギー電子を地球の大気中へ降下させる際に特殊なオーロラを発光させることに着目し，地球周辺の放射線の様相を調査する科学衛星「あらせ」（2016年打上げ）と地上観測網PWING（study of dynamical variation of Particles and Waves in the INner magnetosphere using Ground-based network observations）との協調観測を行いました。その結果，科学衛星「あらせ」が地球から約3万キロ離れた距離でコーラス波動を捉えたと同時に，そのコーラス波動に伴う波動粒子相互作用が引き起こした突発発光オーロラを地上で捉え，波動粒子相互作用発生域の形状変化が数十ミリ秒単位で非対称に発達することを明らかにしました。

本研究成果は，オーロラが宇宙电磁环境を可视化するためのディスプレイに成りうることを间接的に示したとともに，今后，オーロラを用いた宇宙电磁环境ハザードマップを作成することにより，安心安全な宇宙利用拡大に贡献することが期待されます。

本研究成果は，2019年1月16日10時（英国時間）に英国科学誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載される予定です。