名古屋大学太陽地球環境研究所

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地球の自転に同期して放射される連続性のオーロラ電波が見つかる

【概要】名古屋大学太陽地球環境研究所は、東北大学、京都大学、米カリフォルニア大学ロサンゼルス校およびバークレイ校との共同研究により、科学衛星による電波データの詳細な解析から、連続した電波が地球のオーロラ帯から宇宙空間に向かって放射されていることを見いだし、その電波は地球の自転と共に旋律(周波数)が変化する特徴を持つことを明らかにしました。

【研究の内容】極地方で発生するオーロラ爆発に伴って強い電波が突発的に宇宙にむかって発射されることはよく知られています。これは、太陽面の爆発であるフレア現象と同様に急速に加速されたオーロラ電子が作り出す突発性の電波です。

 これに対して、今回の研究は日米共同プロジェクトとして1992年に打ち上げられ、現在も運用中の磁気圏尾部観測衛星「GEOTAIL(ジオテイル)」の観測する長期にわたる電波データの詳細な解析から、強度は弱いながら連続した電波がオーロラ帯上空から宇宙空間にむかって放射されていることを発見しました。さらにこの電波は、地球の一自転に同期して周波数が200 kHzから600 kHzまである規則に従って変化し、かつその電波の周波数の変化の規則が、春分と秋分を挟んで全く反転するという不思議な性質を持つことが明らかにされました。これは、地球が丁度24時間周期で電波で宇宙にむかってハミングしていると例えることができます。この電波は、波長がキロメータ級であることから「連続性地球キロメータ電波」と名付けられました。

 これまでの観測結果をふまえて、この奇妙な電波発生とその周波数変化の原因を探る研究を続けていますが、現段階では、自転に伴って歳差運動をする地球の磁場と太陽から吹いてくる風(太陽風)との相互作用が生み出す効果が関与していることが強く示唆され、ある仮説が提案されました。今後この仮説を実証する研究が必要です。 もしこの仮説が正しいとすると、地球で見つけられたこの現象は、磁場を持つ天体に共通すると考えられ、今後の惑星の磁場やプラズマ、電波放射の研究に役たつことが期待されます。

 

【解説図】

news20130422.png

 ジオテイル衛星で観測された地球キロメータ電波の一日の変化。横軸は世界時(グリニッチ標準時)、縦軸は電波の周波数。24時間(地球の一自転)のうちに周波数約200キロヘルツと600キロヘルツの間を規則的に波打って(正弦波状に)変化している。また、冬(上図)と夏(下図)で、周波数変化の様子が反転している。

 

【発表論文】

 発表雑誌:Journal of Geophysical Research誌(3月19日Journal of Geophysical Research誌電子速報版に掲載)

 発表論文名:Universal time control of AKR: Earth is a spin-modulated variable radio source.

 著者名:Morioka, A., Y. Miyoshi, S. Kurita, Y. Kasaba, V. Angelopoulos, H. Misawa, H. Kojima and J. P. McFadden (2013),

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