【物理学】脈動オーロラの発生機構に関する新たな手掛かり
Nature
大気が強く発光するオーロラの一種で、脈打つように明滅する脈動オーロラの起源に関して新たな知見を示した論文が、今週掲載される。
脈動オーロラは、両半球の高緯度地域の上空約100 kmに発生する準周期的に明滅する光の広がりで、数十から数百kmにわたっている。この脈動は、高エネルギー電子の上層大気への間欠的放出によって発生する。しかし、この電子放出が起こる過程に関する直接的証拠が報告されたことはない。
今回、東京大学の笠原慧（かさはら さとし）たちの研究グループは、2017年3月27日のオーロラ極磁気嵐の際に収集された人工衛星データを用いて、磁気圏に由来する高エネルギー電子がコーラス波（地球の磁気圏における電磁揺動）によって散乱して上層大気に降下したことを観測した。笠原たちは、この過程が、コーラス波が検出されている木星と土星のオーロラでも起こっているという考えを示している。
Insights into the origins of the intense, flickering light displays known as pulsating aurorae are presented in a paper published in this week’s Nature.
Pulsating aurorae are quasi-periodic, blinking patches of light that cover tens to hundreds of kilometres of sky and that appear at an altitude of approximately 100 kilometres in the high-latitude regions of both hemispheres. This pulsation is generated by the intermittent release of energetic electrons into the upper atmosphere. However, no direct evidence of how this release takes place has been reported so far.
Using satellite data collected during an auroral substorm on 27 March 2017, Satoshi Kasahara and colleagues observed that energetic electrons from the magnetosphere are scattered by chorus waves - electromagnetic fluctuations in Earth’s magnetosphere - leading to the precipitation of electrons in the upper atmosphere. The authors suggest that this process may also take place in the aurorae of Jupiter and Saturn, where chorus waves have been detected.
doi: 10.1038/nature25505
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