(第3回)オーロラ発生の仕組み
地球惑星科学の地平を求めて(半揚稔雄)| 2022.07.13

(毎月中旬更新予定)
$\def\t#1{\text{#1}}\def\dfrac#1#2{\displaystyle\frac{#1}{#2}}$
地球上層大気は,オーロラ電子を受け止めて映像を映し出す立体スクリーンの役割を担っている.では,このオーロラ電子は,どこからどのようにしてやってくるのか? ここではそうした疑問に答えつつ,先ごろ我が国の科学衛星 “あらせ” によって発見されたオーロラ電子の加速域についてのホットな研究成果についてもふれてみる.
太陽地球間空間の環境
太陽は内部での活発な水素の核融合反応により生じた核エネルギーを惑星間空間へ放出するとともに,その表面からは太陽内部の $1000$ 万度以上という超高温状態によって水素原子を分離してできた陽子と電子の混合ガスを噴出している.これが太陽プラズマで,その流れを太陽風という.その速さは $300\sim 700\,\t{km}/\t{s}$ 程度で,地球へは $2\sim 4$ 日ほどで到達する.
さらに,太陽は (地球の公転を考慮すれば) 周期 $27$ 日で自転しているため,太陽面から絶えず噴き出す太陽風により太陽磁場が惑星間空間へ引き伸ばされて,惑星間空間に螺旋状に伸びた状態となる.これが惑星間空間磁場である (図1).

著書:『ミッション解析と軌道設計の基礎』(現代数学社,2014 年),『惑星探査機の軌道計算入門 ―― 宇宙飛翔力学への誘い』(日本評論社,2017 年),『入門連続体の力学』(同,2017 年) ,『つかえる特殊関数入門』(同,2018 年) など.