オーロラフラッシュ: こんにちは、サンエクスプレスが到着しました!

12月1日の夜、モヘ、内モンゴル、さらには北京の上空にオーロラが出現した。中国気象局国家宇宙天気監視・早期警報センターが11月30日に発表した予報に基づき、天文愛好家らがオーロラの写真を撮影し、その写真がインターネット上で拡散した。北京オーロラはすぐに話題になった。

北京オーロラ 写真出典: Pu Shi

「宇宙天気」という言葉を聞いて、ほとんどの人は聞き慣れないと感じるでしょう。なぜなら、ここで言う宇宙の範囲は、単に宇宙空間だけではないからです。宇宙天気は実際には太陽の表面、惑星間空間、地球の宇宙環境（磁気圏、電離圏、熱圏、中層大気および上層大気）で発生し、宇宙ベースおよび地上ベースの技術システムの正常な動作と信頼性に影響を及ぼし、人間の活動、健康、生命の状態や状況を危険にさらす可能性があります。 [1] 宇宙天気の中で最も重要なのは太陽活動です。

オーロラは地球が太陽から受け取る3番目の「速達便」です。太陽嵐が発生すると、地球に3つの「速達便」が送られます。最初の「速達」は太陽フレアから放出された電磁波で、地球に到達する太陽​​光と同様に、約3x108m/sの速度で宇宙を移動し、わずか8分半で地球に到達しました。これらのX線と紫外線は地球の電離層に影響を及ぼし、通信システムや測位サービスに支障をきたす可能性がある。 2回目の「速達」には高エネルギー陽子が伴い、数十分から10時間以上かけて地球に到着する。電離層のD領域で吸収を引き起こし、航空通信や衛星運用などを妨げます。

3番目の「速達」は、太陽物質の雲から宇宙に放出されたコロナ物質であり、その一部は約2、3日で地球に到達する。大量のコロナ物質が高速で宇宙を移動し、速達便を届けます。地球に到達した後、地球の磁場と「摩擦」を起こして磁気嵐を形成し、大気圏に「閉じ込められて」オーロラを発生させます。

SOHO衛星に搭載されたコロナグラフはコロナ質量放出の過程を捉えました。画像出典: 中国気象ネットワーク

国立宇宙天気監視・早期警報センターは、11月27日午前5時、午後9時、午後10時、および11月28日午後9時ごろに、4回のコロナ質量放出バーストを観測した。27日の3回のコロナバーストは強度は弱かったものの、時間的に集中していた。最後のバーストは最も強力で、ほぼ球形の噴出面を形成しました。コロナ放出によって放出された帯電プラズマは通常、2、3日後に地球に「衝突」するため、国立宇宙天気監視警報センターは、11月30日に小規模な磁気嵐が発生し、12月1日には大規模な磁気嵐が発生し、翌日まで続く可能性があると予測しています。

同時に、中国の黒竜江省と新疆ウイグル自治区の一部の地域では、赤色や緑色のオーロラが見られる可能性があるという予報も発表されました。しかし、どうやら北京の一部で現れたオーロラは予報を超えていたようだ。

北京のオーロラは、現在第25太陽活動周期の終わりにあり、太陽活動の強度がピークに達しようとしていることから生じています。太陽活動が激しくなればなるほど、放出される物質の威力も大きくなり、多くの障害物を突破して低緯度の地域に到達する可能性があります。そのため、高緯度地域でしか見られないオーロラが北京地域でも出現することになります。これは、オーロラが珍しい私の国で、今年オーロラが頻繁に現れた理由も説明できます。

当初の研究では太陽活動は2025年にピークを迎えるとされていましたが、現在の観測データに基づくと、太陽活動は予定より早く2024年にピークを迎え、オーロラを観測するのに最適な年となるでしょう。

オーロラは、私の国と同程度の緯度にある米国の地域でより頻繁に現れます。これは、地球の磁場の磁極が地球の自転軸と完全に一致していないためです。回転軸に対して、磁場は北半球から西半球に向かって偏向します。したがって、中国と米国はどちらも北半球に位置し、緯度も近いため、オーロラが見られる確率は米国の方が高くなります。

画像クレジット: 宇宙天気

美しいオーロラの裏には、数多くの危機が潜んでいます。太陽の動きは私たちから遠く離れているように思えますが、実際には私たちの生活に常に影響を及ぼしています。歴史上、宇宙災害など、人類の正常な生活秩序を乱す事件は数多く発生してきました。

1989年3月、太陽活動がピークに達したとき、高強度のコロナ放出が発生し、地球の強力な磁気嵐によって巨大な誘導電流が発生し、世界中の電力供給システムに影響を及ぼしました。状況はカナダのケベック州で最悪で、電力網が完全に麻痺し、600万世帯が停電に見舞われた。 9時間後にはほとんどの地域で電力が回復したが、一部の地域では依然として数晩にわたって暗闇が続いた。同時に、米国と日本でも電力供給システムの変圧器が焼損する問題に直面し、スウェーデンでは回路トリップが起きた。

太陽の動きは宇宙のハイテク機器に直接影響を及ぼし、特に人工衛星の運用に損害を与える可能性があります。人工衛星の損傷事故が多発している。

1990年11月初旬、運用開始からわずか2か月だった風雲B衛星が太陽の爆発による高エネルギー粒子の流れの影響を受け、姿勢を制御するコンピュータプログラムが混乱し、衛星がひっくり返った。修理後、衛星は正常に動作し続けました。翌年2月14日、太陽活動の影響で衛星の姿勢が再び反転したが、問題を発見して対処することができなかったため、風雲B衛星は完全に運用不能となった。

2000 年 7 月 14 日の「バスティーユ記念日事件」により、いくつかの人工衛星の画像解像度の低下、データの損失、宇宙ステーションの軌道の低下が発生しました。日本の衛星「あすか」も大気圏に落ちて燃え尽きた。

同時に、太陽活動は人間の健康とも密接に関係しています。研究により、いくつかの感染症、皮膚疾患、心血管疾患、脳血管疾患の発生率は太陽活動の強度に関連していることがわかっています。太陽活動が激しくなるほど、発生率は高くなります。

太陽活動によって引き起こされる被害を軽減するために、中国の科学者たちは宇宙天気現象の研究と予測に懸命に取り組み続けています。これには、太陽活動や宇宙天気の状況を監視するための衛星やその他の観測機器の使用、および宇宙天気現象を予測するための予測モデルやアルゴリズムの開発が含まれ、これらは特に航空宇宙産業の発展に役立っており、その 1 つが国立宇宙天気監視および早期警報センターです。

国立宇宙天気監視警報センターは、飛行中の航空機が地面との接触を維持していることを確認します。航空機の航行に大きな利便性をもたらします。客室乗務員と乗客の生命の脅威を軽減します。宇宙船の打ち上げ成功と秩序ある運用を護衛します。

風雲3E太陽極端紫外線帯監視画像 出典：宇宙天気

参考文献:

[1] 中国科学技術協会。地球物理学開発報告書[M]。北京：中国科学技術出版社、2009年：31。

著者：李北瑤、科学技術史・気象文明研究所准教授