オーロラの謎を科学者が解説
魅惑的なオーロラを実際に見ようと旅行を計画していますか？このバケットリスト的な光景は世界中の旅行リストのトップに挙げられています。しかし、この驚くべき自然現象についてどれだけ知っていますか？
プラズマ物理学者でオーロラの専門家、ベストセラー『オーロラ：北極光を追って』の著者でもあるメラニー・ウィンドリッジ博士に話を聞きました。彼女の解説で、旅行仲間に科学的根拠に基づく知識を披露できるでしょう。
オーロラとは何か、なぜ見えるのか
太陽は常に「太陽風」と呼ばれる帯電粒子の流れを放出し、時速約1,600,000キロメートルで宇宙を漂います。
地球の磁場がこの放射線から私たちを守ります。太陽風が磁気圏に入り込むとエネルギーが付与され、磁力線に沿って荷電粒子が極付近の上層大気へと導かれます。そこで酸素や窒素原子と衝突し、励起された原子が光を放出することでオーロラ、すなわち高緯度地域の空に輝く光の帯が現れます。何十億もの原子間相互作用が重なり合い、極地方の夜空に揺らめく光景が生まれるのです。
科学が解明する前、人々はオーロラを何だと考えていたか
歴史を通じて、この神秘的な光は数多くの神話や伝承の題材となってきました。北極圏の先住民はオーロラを祖先の霊や未出生の子ども、あるいは敵の魂と見なしました。サーミ族の言い伝えでは、オーロラを嘲笑すると光が怒り、嘲笑した者を奪うと警告されており、今でも子どもに注意を促す教訓として語られます。
赤いオーロラは不吉な前兆とされ、紀元前44年のユリウス・カエサル暗殺や1860年の米南北戦争など、歴史的出来事と結び付けて語られました。現代でもオーロラは畏敬と神話、そしてわずかな恐怖を呼び起こし、科学的理解を超える魅力を持ち続けています。
オーロラを最初に科学的に説明したのは誰か
オーロラの観測は記録史以前から行われてきましたが、ノルウェーの科学者クリスチャン・ビルケランが1908年に初めて科学的説明を提示しました。その理論は1960年代に実証され、ビルケランはノーベル賞の候補に何度も挙げられましたが受賞には至りませんでした。
ノルウェーの200クローネ紙幣には、ビルケランが地球の磁場を模した「テレラ」実験を行う姿が描かれています。裏面には紫外線下で光る実験装置が描かれています。
オーロラが様々な色を見せる理由
最も一般的に見られる緑色のアーチや帯は、酸素原子の放射によるものです。赤や青といった希少な色は特定の条件下で現れます。
高度200km以上の希薄な酸素は、長波長の赤色光を放出しますが、下部の明るい緑色に隠れがちです。強い太陽嵐が発生するとオーロラ帯が赤道側へ拡大し、低緯度でも赤い頂部が見えるようになります。
低高度で窒素原子と衝突すると、短波長の青や紫が生じます。さらに紫外線も放出されますが、人間の目には見えません。極端な活動時にはこれらの色がより顕著に現れます。
オーロラは地球だけのものか
水星、天王星、木星、土星、海王星など、磁場を持つ惑星でもオーロラが観測されており、NASAの「ジュノー」ミッションなどで撮影されています。地球はアイスランドやノルウェーなど、観測に最適な場所が多く存在します。
一方、金星や火星は磁場がほとんどないためオーロラは発生しません。したがって、オーロラは他の惑星でも見られますが、地球は近隣の惑星の中で最も観測しやすい環境にあります。
メラニー・ウィンドリッジ博士は物理学者・講演者・作家です—詳しくはこちら。
