オーロラの話
NZL でのオーロラ
北海道
ミネソタミネソタ 2015 年 10 月 7 日－ 8 日
動画 アラスカのオーロラ
磁場に関する基礎知識
磁場と磁力線 磁石の周りに、別の磁石を置くと力を受け る。このとき、磁石のまわりに「磁場（磁 界）がある」という。磁石の N 極が受ける力 をつないだものを磁力線というが、磁力線 が磁場の様子を可視化する。
磁石の性質 N 極と S 極があるが、 N 極同士と S 極同士は 反発し、 N 極と S 極は引き合う。 磁場中に電線をおくとき、電線に電流を 流すと電流は力をうける。力の向きはフ レミングの左手の法則により決まる。
具体的問題
荷電粒子も磁場で力を受ける フレミングの左手の法則 電流とは、荷電粒子の運動のことであり、電流に対し てのフレミングの左手の法則は、荷電粒子にも当ては まる。 ・粒子に対して html
力
磁場中の荷電粒子 磁場中の荷電粒子は、磁場と速度に直交 する方向の力を受ける。そのため、直行 する方向を含む面内で円運動をする。 磁場と同方向の成分を持つ場合は、荷電 粒子は螺旋運動をする。
地球の磁場
太陽の影響受ける地球磁場 地球とは北極に S 極、南極に N 極がある巨 大な磁石と考えることができる。 N 極と S 極は引き合うのでコンパスは北を 指す。 地球の周りの磁場は、太陽から飛んでく る荷電粒子（太陽風）、及び太陽による 磁場の影響を受けて、圧縮される。 太陽からの荷電粒子は磁場中で磁場方向 に垂直な方向に力を受ける。南北極上空 では螺旋運動をして地球に入る
オーロラ オーロラは英語では、 aurora borealis （北 極光）あるいは、 northern lights と言う 出現しやすい場所：緯度は 65 度を中心と しておよそ 68 度から 70 度のあたり 日本は、最北部の北海道稚内が北緯 45 度 ミネアポリスも、北緯 45 度位。 では、日本でもオーロラは見えるのか？ そもそもオーロラとは何か？
太陽からの荷電粒子（１） 太陽から飛んできた荷電粒子（多くは正 の電荷を持つ陽子）は、地球磁場で力を 受ける このため、地球へ直進してきた荷電粒子 は、飛ぶ方向を曲げられ、地上へ達する 粒子の数は減る しかし、南極と北極上空では、粒子の速 度と磁場の方向が同じであるため、粒子 は力を受けない。そのため多くの荷電粒 子が地上へ向かう。
太陽からの荷電粒子（２） 大気圏に入った荷電粒子は、窒素や酸素 の分子と衝突して、それらの分子にエネ ルギーを与えるため、それらは励起状態 となる。 励起状態から、基底状態に落ちるときに 光を放出する。 その光がオーロラと呼ばれている。
太陽からの粒子と地球粒子との衝 突
オーロラの光 太陽からの粒子と衝突した地球大気中の 窒素分子や酸素分子は励起状態（エネル ギーが多く不安定な状態）になる。 励起状態の分子は、エネルギーを光の形 で放出することにより安定状態にもどる。 その光がオーロラとして見える
オーロラとスペースシャトルは同じ 高さ
太陽活動とオーロラ
太陽活動が活発な時は、太陽の磁場が強 い 地球磁場は太陽磁場の影響をうけて強い 宇宙線は、強い地球磁場により曲げられ るため、地球に入りにくい 逆に、太陽活動が不活発な時は、宇宙線 は地球に入りやすい そのようなときにはオーロラが数多く見 える
太陽変動 太陽活動は活発な時と、不活発な時とを 約 １１年起きに繰り返している。太陽変動 という。 太陽活動が活発なときには黒点数が多い。 黒点数の変化から、太陽活動を知ること がｄけいる。 黒点数の変化は、数百年前から記録され ている。 ２０１５年は、活発な時期を少し過ぎた あたり
太陽黒点数の変化
宇宙線 宇宙線とは宇宙を飛ぶ陽子等の粒子のこ と 起源により 1. 太陽宇宙線 2. 銀河宇宙線 がある。粒子の持つ運動エネルギーは、太 陽宇宙線は低く銀河宇宙線の方が高い 太陽からはプラズマを噴き出している。 磁場も同時に太陽外へ伸びている
黒点が多いと太陽周りの磁場が強 い
地球と太陽の磁場の様子
太陽活動と入射粒子数
オーロラを見るに良い時期 太陽活動のピークから数年後に、宇宙線 起源の入射粒子数がピークに達する。 現在は、２４ページを見ると、太陽活動 のピークから１年ほど経った時期。宇宙 線由来の入射粒子が多くなり始めるころ オーロラが出やすい期間 この数年を見逃すとまた１１年ほど待つ 必要あり
オーロラ予報