u8国际

オーロラの美しい写真や动画を见たことがあると思います。そのしくみがわからなかった17世纪までは「天が裂（さ）けた」などと宇宙で起きる现象だと思われていました。でも実はオーロラは、地球をおおう空気（大気）の中で起こっている现象です。

地球のまわりをふくめて宇宙には、太阳をはじめとした自分で光を出す星（恒星＝こうせい）から出た「电気を帯びたつぶ^※1」が飞びかっています。恒星はたいへん温度が高いので、星を作っているもの（物质）の一部が热によって分解し、电気を帯びたつぶになるためです。このような「电気を帯びたつぶ」をプラズマといい、ガスのように薄く広がって宇宙の中を动いています。

わたしたちの太阳も光や热だけでなく、毎秒100トンというたくさんのプラズマなどを宇宙空间にはき出し、その一部は地球にもとどきます。地球にちょうど风のように吹きつけるため、これを太阳风と呼んでいます。

太阳风が地球にとどくと、その一部のプラズマが地球の大気に飞び込みます。プラズマと大気を作っている酸素や窒素とがぶつかると光が出ます。それがオーロラの正体です。

※1 ここで「つぶ」としているのは、目に見えないほどのちいさなもので、おもに原子や分子１つ１つのことです。

オーロラの光るしくみは花火が色を出すしくみと似ています。
花火では火薬にまぜたいろいろな物质が、火薬が燃えるときの热エネルギーを受けとって色の光を出します。物质の种类や受けとる热エネルギーの大きさによって、出る光の色のちがいがでます。

同じようにオーロラでは、宇宙から飞び込んでくるプラズマがぶつかることで、大気を作っている酸素や窒素などがエネルギーを受けとって光ります。プラズマが持っているエネルギーの大きさはさまざまで、そのちがいからオーロラの色のちがいが生まれます。

エネルギーの小さなプラズマは大気をつき抜ける力が弱く、上空のとても高いところ（高度400?200办尘）で大気とぶつかります。この高さの大気は酸素の割合いが多く、また酸素は小さなエネルギーを受けとったときは赤く明るく光るので、高いところで光るオーロラは赤く见えます。

エネルギーの大きなプラズマは、高いところの大気をつき抜けて200办尘以下の高さまで届き、大気とぶつかります。酸素は大きなエネルギーを受けとると緑色の光を出すので、上空200?100办尘の高さで光るオーロラは緑色に见えます。

プラズマは大気を作っている窒素にもぶつかりますが、その光は100办尘以上の上空では酸素が出す光のために目立ちません。でも高さ100办尘以下まで届くような大きなエネルギーを持ったプラズマがあると、窒素とぶつかって青やピンク色の光を出します。このため低い高さに见られるオーロラは紫（青がかった赤）やピンク色になりますが、このような大きなエネルギーを持つプラズマが地球に届くことは少ないので、この色のオーロラはまれにしか见られません。

• 関连コンテンツ
• 花火の色のひみつ：光のなぞ

地球は大きな磁石になっています。磁石のＳ极が北极の近くに、Ｎ极が南极の近くにあって、磁石の力は宇宙空间に広がっています。「磁石の力が広がる范囲」を磁场（じば）といいますが、地球の磁场はちょうど磁石に砂鉄をかけたときのようなかたちで、宇宙空间にも広がっています。

プラズマは电気を帯びているため、磁力の影响を受けます。太阳风として地球の近くに届いたプラズマは地球の磁场によって进む方向が変わり、磁力がはたらく向きにそって动きます。
磁力がはたらく向きを线にしてみると、线は赤道の上空では地球から远くにあり、北极と南极では地球に近づいていきます。オーロラのもとになるプラズマも、赤道の上空では大気よりはるかに离れた宇宙空间を动き、北极と南极の近くでは地面に向かってやってきて、大気とぶつかるのです。

オーロラが北极地方や南极地方でよく见られるのはこのためです。宇宙から地球を见ると北极や南极には、プラズマが飞び込む“磁场の窓”がある…と考えると分かりやすいでしょう。
なお、この“窓”がある场所は地図で见ると楕円の形になっていて、中心は北极や南极ではなく、少しずれています。これは地球の磁石のＳ极Ｎ极の向きが、実际の北极や南极の向きとは少しずれている（倾いている）からです。

オーロラという名前をつけたのは、17世纪のガリレオ?ガリレイとされています。このころから科学的な研究が进み、现在ではそのメカニズムがかなりわかってきています。しかし、オーロラにはまだまだ多くの谜もあります。

「磁场のつなぎかわり」がなぜ、どのようなきっかけで起きるかもくわしくわかっていませんし、地球の磁场が発生するしくみにも谜があります。さらに最近では惑星探査机やハッブル宇宙望远镜などの観测で、火星、木星、土星、天王星、海王星でもオーロラが観测され、科学者の関心を集めています。いま、地球とどう违うかなどの研究が进められているところです。

このほかにもオーロラから太阳の活动を调べる研究も重要になってきました。私たちの生活ではカーナビなどの位置情报やさまざまな电波通信が欠かせませんが、これらは太阳の表面で起きる「コロナ质量放出」や「太阳フレア」などの爆発的な活动によって、故障したりこわれたりする心配があるのです。この爆発的な现象があるとオーロラが激しく活动するので、逆にオーロラの観测を通じて太阳の活动をとらえ、被害を食いとめる方法が调べられています。

まだまだ多くの谜をもつオーロラは、美しい现象としてはもちろん、研究の対象としてこれからも注目を集めていくでしょう。