自然現象というのは美しくもあり, 恐ろしくもあるものです[1]物理の”勉強”は基本的に机上での学習が多く, 数式とにらめっこという感じですが, … Continue reading.
物理を研究しようと決心した人達の中にも少なからず, 「自然の神秘の理由を知りたい」という人が存在します.
日本に住んでいるとみられないのですが, オーロラ(極光)は美しい自然現象の一つでしょう[2]もちろん, 日本で見ることができないのもそれなりの理由があります..
オーロラは, 太陽風[3]太陽活動の結果, 宇宙空間に放出される粒子の総称.を起源としています.
太陽風を担う物質の中に陽子や電子という電荷を帯びた物質が多数がおり, これらが地球へ到達します.
地球というのも一つの大きな磁石の役割を果たしており, 地磁気の磁力線の周りをと取り巻くように螺旋運動をしながら太陽風からの荷電粒子が極付近へと運ばれます[4]螺旋運動をする理由はもちろん, ローレンツ力です..
このような粒子達が高度100 km ~ 500 kmあたりの大気(窒素や酸素)にぶつかり[5]JAXA｜太陽のオーロラが地球のオーロラをつくる, それらが励起状態という, 通常よりもエネルギーを持った状態となって発光する, それがオーロラというわけですね.
このように大枠だけで議論するとなんとなくわかっちゃった気になりますが, オーロラについてもわからないことはまだまだ存在し, 日々研究が進められています.
以上のメカニズムを知っておけば, 地球以外の惑星でも大気と磁場があるならばオーロラが観測できる星があることは想像に難くないでしょう.
以下に, 理科年表(H25年度版)のデータを拝借して, 各惑星の大気と磁場の有無, オーロラの有無一覧を示しておしまいにします.
| 磁場 | 大気 | オーロラ | |
| 水星 | ○ | × | × |
| 金星 | × | ○ | △ |
| 地球 | ○ | ○ | ○ |
| 火星 | × | ○ | × |
| 木星 | ○ | ○ | ○ |
| 土星 | ○ | ○ | ○ |
| 天王星 | ○ | ○ | ○ |
| 海王星 | ○ | ○ | ○ |
○:ある, ×:ないか非常に弱い, △:よく分からない