北極とオーロラ

オーロラは世界で最も驚愕的な自然の現象 の1つとして認識されています。 地球と太陽の相互作用により起こる オーロラは、夜空に壮大で多様な色彩の光を 映しだします。 オーロラ観光の人気は上昇の一途をたどり、 毎年、世界中の旅行者がオーロラを観察するために北極圏を訪れます。 人々の中には、北極がオーロラの発生に関係しているかどうか 考える人もいます。

オーロラは通常、地球の磁場の性質のために、 北極と南極の周囲のみに現れます。 北極とオーロラの関係については 以下をお読みください。

北極とオーロラ

上記の通り、オーロラは地球と太陽の相互作用により発生します。 ほとんどの人は地球の生物は日光のために生存できることを知っていますが、太陽が太陽風の形で有害な放射能を放出していることを知っている人はあまりません。 地球は地球の磁場により作られ、地球を取り囲む目に見えないバリア、磁気圏により太陽風から保護されています。 磁気圏は太陽風が地球の表面に達する前に太陽風の方向性を変える、あるいは無力化して地球を安全に保っています。

磁気圏の大部分は地球からはるかに遠い 外宇宙に位置しています。 しかし北極と南極は 磁場の発生地であるため、 磁気圏はこれらの場所の 大気と交差します 。 太陽風を構成する荷電粒子が これらの場所の大気に影響を及ぼすと、オーロラが発生 します。

すべての物質は原子から構成され、原子自体は 陽子、中性子、電子という3種類の粒子から構成されています。 原子 の中心に原子核があり、これには（正の電荷をもつ）陽子と （電荷をもたない）中性子が含まれています。 （負の電荷をもつ）電子 は月が地球の軌道を回るように、または地球が太陽の軌道を回るように 原子核の軌道を回ります。

太陽風の荷電粒子が大気のなかの大気原子を影響を与えると、 これらの原子が励起状態になり、電子が原子核から離れた場所にある 高いエネルギーの軌道に移動します。 原子の 励起プロセスが終了すると、電子が元の軌道に戻り、 その時光子（光の単位）を放出します。 大量の大気原子が一度に励起されると、 光子が可視化され、人間の目にはオーロラとして見えます 。 これはネオンサインの仕組みに似ています。これらのサインはネオンガス原子を 電気を使って励起し、光を生成します。

オーロラが一般的に北極や南極、あるいはその付近のみで観察できるのは、 これらの場所が磁気圏が大気と 交差する地球上の唯一の場所だからです。 荷電粒子は 磁気圏の境界を形成する目に見えないライン、 磁力線に沿って 移動します。 地球の磁力線は北極と南極を接続しますが、 両極の外部では、磁力線は遠い宇宙まで延びています 。 このため、太陽風はオーロラが起こるほど大気に影響を 及ぼすことはできません。

オーロラが北極や南極以外で見られるのは、 一般的に太陽の活動が激しくなる時です。 最も最近の例は 1859年のキャリントンイベントで、太陽嵐が 北米、ヨーロッパ、アジア の多くの場所でオーロラを発生させ、 電信線が点火する、 または爆発・炎上するなどの損害をもたらしました。

しかし、オーロラは地理上の極点ではなく、磁極に関連します 。 北磁極は地理上の北極と異なります。 前者は地球の磁場の発生地点であり、 後者は惑星の最北の地点を意味します。 磁極の位置は 固定されておらず、時間の経過とともに変化します。

時折、地球の北磁極と南磁極が位置を交換する 「磁極反転」と呼ばれる現象が起こります。 南北の地磁気が長い時間をかけて徐々に 地球の相互の位置に移動します。 この期間中、オーロラが 通常発生しない、赤道やその他の地点で 見られることがあります。 磁気反転は45万年ごとに起こり、 最も最近の例は75万年前に起こりました。このため、磁気反転が もうすぐ起こる可能性があります。

結論

北極、特に北磁極はオーロラと密接に関連しています。 北極と南極から生じる保護的な磁気バリアがなければ、地球は致命的な太陽の放射能に露出されます。 磁気圏と太陽の複雑な相互作用が、北極圏を訪れる人々の目を楽しませる視覚的な偉業、オーロラを生み出します。