オーロラと太陽

この有名な現象を見るために、無数の旅行者が毎年、北極地方を訪れます。 美しい色で夜空を輝かせるオーロラは、何世代もの人間を魅惑し、その出現を説明するためのさまざまな神話や伝説が生まれました。 現代科学のおかげで、オーロラは地球と太陽の独自の関係の産物であることが分かりました。

太陽は日中、光と熱を供給することで知られていますが、その他にも多岐にわたる影響を地球に与えています。オーロラはそのうちの最も顕著な例の１つです。 太陽がオーロラを創造する役割については以下をお読みください。

オーロラと太陽

太陽風は太陽が規則的に放出する粒子の流れの科学用語ですが、オーロラはこの太陽風によって出現します。 太陽風は放射線が多く生物には致命的ですが、地球は磁場により生じ地球を取り巻く目に見えないバリア、磁気圏により保護されています。 磁気圏は太陽風が地球に近づくと、これを逸らす、または無力化して地球を守ります。

ほとんどの磁気圏は地球からある程度離れた大気圏外にありますが、地球の磁場により発生するため、磁場が発生する北極と南極の大気と交差します。 このため、太陽風は北極圏や南極圏内で磁気圏により無力化される前に大気に入り、オーロラという視覚効果を作りだします。

オーロラは太陽風に含まれる荷電粒子が大気原子を励起することにより起こります。 全ての原子は原子核により構成され、陽子と中性子、1つ以上の軌道が電子を含んでいます。 原子が励起されると、電子が原子核から遠く離れた高いエネルギーの軌道に移動します。 原子の励起状態が終了すると、その電子は元の軌道に戻り、その過程で発光します。 大量の大気原子にこれが1度に起こると、オーロラという形で巨大な光が発生します。

オーロラは太陽風の結果出現するため、より大量の太陽風はオーロラの頻度と強度を高めます。 太陽に激しい活動が起こると、オーロラは北極圏以外の場所にも現れます。 最後にこれが起こったのは、1859年のキャリントンイベントです。太陽嵐により生じたオーロラがほとんどの北半球に出現し、電信線が爆発したり、火花を散らして損害を受けました。

科学者は太陽により発生する太陽風の量が上下する、11年間の太陽周期を特定しました。 この周期は太陽の磁極の反転に関係し、極が赤道付近に位置すると、太陽風の大きさと頻度が増します。 周期の活動が低い時には、太陽風の活動が最小になります。 科学者は次の太陽活動のピークはおおよそ2025年に起こると指摘しています。 太陽活動が小康状態の時はオーロラは発生しないか、低い頻度で発生します。

太陽の周期の他、科学者は100年以上かかる長い太陽周期も特定しました。 2008年には1914年に始まり、地球の温暖化と活発なオーロラ発生をもたらした太陽活動の隆盛期、「モダン極大期」が終了しました。 中世の極大期は1100年から1250年にかけて太陽の活動が活発になった期間に類似し、この期間の終焉には地球中の温度が低くなった小氷河期が起こりました。

科学者はこのような長期間の太陽周期の原因やその予測手段をまだ特定できていません。 しかし2008年以降、太陽の活動は顕著に低下し、太陽が新しい極小期に移行したことを示しています。 これは将来、オーロラの発生頻度がモダン極大期の頻度より減少し、その大きさも小さくなることを意味しています。

しかし一部に騒ぎ立てる人もいますが、オーロラが完全になくなるわけではありません。 太陽は常にある程度の太陽風を放出し、太陽風が磁気圏に影響を及ぼし続ける限り、オーロラは北極地方に出現します。 しかし太陽の活動が少なくなると、オーロラが出現する頻度はモダン極大期よりも少なくなり、その大きさも極大期より小さくなると考えられます。

結論

オーロラは地球と太陽との関係の1つの例です。 太陽の光と熱が地球での生活を可能にする間、太陽風は地球にとって危険です。幸いにも磁気圏の偏向特性が太陽風が地球に有害になることを防止しています。 オーロラは太陽の活動に密接に関係しています。太陽が存在する限り、オーロラも太陽周期によりその頻度は変化するものの、極圏地域で観察し続けることができます。