希土類磁石（ネオジム(ネオジウム)磁石、サマコバ磁石）、フェライト磁石、アルニコ磁石、など磁石マグネット製品の特注製作・在庫販売

2024年9月配信

地球磁場とオーロラ（2）

＜オーロラの高度と色＞

光の色は波長によって決まることは、みなさんご存じだと思います。光の波長は励起状態と基底状態のエネルギーの差の大きさで決まります。太陽風にはプラズマという陽子や電子が含まれていて、それが大気中の原子や分子に衝突することで「励起」が起こります。励起とは分子や原子が外部からのエネルギーによって初め(基底状態)よりエネルギーが高くなることを言います。励起状態は不安定であるため、すぐ基底状態に戻ります。その際に光としてエネルギーが放出されるのです。その光がオーロラの実態です。オーロラの場合、高度によって色が変わります。高度が高いと大気の密度が薄くなり、プラズマと大気中の原子が衝突しないためオーロラは発生しません。

プラズマのエネルギーが強くなるとより低い高度までプラズマが到達し、緑のオーロラが見られます。緑はオーロラの中でも1番多く見られる色です。同じく酸素原子が発光しますが、窒素原子の発光も含まれる場合があります。エネルギーが大きいためより強く励起し、緑色に発光します。

さらに高度が下がると、酸素原子よりも窒素原子の方が多くなるため、窒素原子がピンクや紫に発光します。窒素原子を多く含む高度までプラズマが届くためには多くのエネルギーが必要なのでこちらもあまり多くは見られません。

＜日本でも見えるオーロラ＞

オーロラといえば、南極や北極、北米や北欧といった一部の国と地域でしか観測できない非常に貴重な現象の1つです。その絶景を一目見ようと、遠く離れた国からわざわざ観測可能な地域へと訪れる観光客も多くいます。そんな神秘的なオーロラ、実は日本国内でも観測できることをご存知でしょうか?意外と知られていない日本から観測できるオーロラについて紹介します。

次の写真は、つい最近の2024年8月12日深夜～13日未明に北海道で撮影されたオーロラの写真です。ぼんやり赤く光っているのがオーロラです。一般的なオーロラは、極点に近い高緯度地域で観測されるものです。一方、日本国内で観測可能なオーロラは「低緯度オーロラ」と呼ばれています。低緯度オーロラとは、その名の通り低緯度地域からでも観測可能なオーロラのことです。基本的なメカニズムは、高緯度地域で発生するオーロラと同様です。

太陽からやってきた太陽風によって「磁気嵐」と呼ばれる大きな磁場の乱れが起こると、通常のオーロラよりも 一層大規模なオーロラが発生し、結果として高緯度地域のオーロラが日本のような低緯度地域からも観測できるようになると考えられています。そして一般的なオーロラとの大きな違いは、その色が赤いという点です。