大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 国立極地研究所

オーロラに関するご質問

もしも大気が別の物質になっていたら、オーロラの色は変わりますか?

変わりますよ。
今の地球では酸素が緑と赤、窒素が紫色を出していますが、酸素のなかった時代には、違う色のオーロラが光っていたはずです。水素の星である木星や土星では、水素のピンク色のオーロラが光っています。

オーロラで一番よく見られる色はなんですか。一番珍しい色はなんですか。
一番良く見られるのは、緑色のオーロラです。次にピンク色、その次が赤色です。
とても珍しいのは青(紫)色です。
色の見え方は個人差があるので、違う色に見える人もいるかもしれません。
月とオーロラ、どっちが明るいの? 7歳からのご質問
満月と同じくらい明るいオーロラはめったにないです。満月とオーロラの明るさを比べたら、満月の勝ちですね。ただ、月の形は毎日変わりますので、オーロラの方が明るいときももちろんあります。
オーロラはどのくらいの温度、どんな天候で出るのですか? 9歳からのご質問
オーロラが光るしくみは、地上の温度や天候とは関係がありません。
オーロラは上空100kmくらいの高さで光っていますので、その高さの空気の温度などには少し関係します。

太陽の磁力の反転は、どの位の時間がかかるのか?
太陽が11年周期で活発になる事と関係しているか?

太陽はほぼ11年毎に南北のNS極が入れ替わります。
(NSが元に戻るのには約22年かかるので、22年周期ともいうべきものです。)
この太陽磁場の反転周期に合わせて、太陽黒点数も同期して11年毎に増減を繰り返しており、太陽黒点数が多い時期は太陽活動が活発な時期(極大期)になり、地上でも大きな地磁気嵐やオーロラ嵐が起こり易い状態です。

オーロラの色はどうしてちがうんですか? 10歳からのご質問

オーロラの色の違いは、太陽風オーロラ粒子が地球の大気のうちどんな種類とぶつかるかによって決まります。窒素(ちっそ)とぶつかると紫や青やピンク色に、酸素(さんそ)にぶつかると明るい緑や赤色に光ります。

オーロラは大きく分けて何種類あるんですか?

「くっきり型」と「ぼんやり型」の2種類に分けることがよくあります。英語では、「ディスクリート・オーロラ」と「ディフューズ・オーロラ」と言います。 みなさんがよく目にするカーテンのようなオーロラは「くっきり型」で、真夜中過ぎから夜明け前のころによくあらわれる雲のようなオーロラは「ぼんやり型」です。この2つは見た目だけではなく、いろいろな特徴が違うことがわかっています。

オーロラのしくみについて。
オーロラはどうして光るの?
オーロラはなぜちきゅうにしゅつげんするのですか? 6歳からのご質問

オーロラができるためには三つのものがいります。一つは、太陽風といって、太陽から秒速400キロものスピードでふきつけてくる、電気をもった目に見えない小さい粒です。二つ目は地球にある大気です。そして三つ目は地磁気といって、地球の北極をS極、南極をN極とする大きな磁石の力です。太陽風が地球磁石にふれあうと発電が行われ、地球のまわりに、とても大きな電気のエネルギーをもった、目に見えない小さい粒をつくります。オーロラ粒子が、空の高いところの空気にふりこんでくるときに、そこにある、酸素や窒素などとぶつかって光るのがオーロラなのです。
南極・北極科学館の「オーロラ:神秘の光の謎を探る」コーナーの動画ディスプレイでは、オーロラができるしくみをわかりやすい図で説明しているので、ぜひ見て下さいね。

実際にミニオーロラを作ってみようとの企画してほしい

オーロラを人工的に作ってみるためには装置が必要で、「ビルケランドの実験」が有名です。極地研の宙空圏研究グループには人工オーロラ発生装置があり、研究所の一般公開時に公開実験しています。南極・北極科学館では残念ながら今のところ、この装置を展示する企画はありません。しかし、身近なものではテレビのブラウン管や蛍光灯がオーロラと同じしくみで光るものです。

なぜオーロラは、北極や南極周辺でしか見られないのですか

オーロラを光らせる源は、太陽から噴き出される太陽風(電気を帯びた粒子)と地球という大きな磁石が起こす発電エネルギーです。このエネルギーにより、地球の後ろ側(太陽と反対側)10万km付近にオーロラのもとになる、電気をもった、目に見えない小さい粒子が広い範囲に作られます。この粒子が地球の磁力線に沿って降り込み、大気の分子や原子と衝突することでオーロラ発光が起こります。地球の磁力線は、極地域に集まっていますので、オーロラは北極や南極の周辺で見られるのです。但し、極地ならどこでもオーロラが見られるわけではありません。オーロラ帯と呼ばれる、地磁気緯度65度から70度のドーナツ状の領域でオーロラはよく見られます。

南極と北極のオーロラはどう違うのか?

オーロラの元になるオーロラ粒子は、磁気圏内で磁力線に沿って、北極と南極に降り込むので、地磁気共役点(1本の磁力線で結ばれた南北両極の二地点のこと)では同じようなオーロラが見られることが期待されます。国立極地研究所が中心になって実施している、アイスランド(北半球)と昭和基地(南半球)のオーロラの共役点観測では、これまでのところ、オーロラが出始める時刻や、大まかな形や動きはよく似ているが、細かな形や、早い動きについては共役性が小さいと報告されています。

北極には、オーロラはでるか?もし、でないなら、その理由を教えてください。
またオーロラは少しずつ動いたり、まがったりしますが、あれは風で動いているのか? 

オーロラは、北極にも南極にも出ます。オーロラの動きや曲がりくねりは、地上で私たちが感じる風によって動いているのではありません。何千kmも高い上空に発生する電気的な力により、オーロラの素になる電気を帯びた粒(オーロラ粒子)の動きが、揺さぶられるからです。

もしも、地球が、じ力を持っていなかったら東京でもオーロラは見えますか

オーロラは太陽風と地球の磁力により発電が起こり、その電気エネルギーを使って発光します。従って、地球に磁力が無いと、オーロラの原因となる発電が起こらないので、オーロラは発生しません。
地球に磁力が無いと、太陽から吹き出す太陽風は直接、東京の上空近くまでやって来ることができますが、これはオーロラのような光を出しません。

オーロラが出来るとき、加速帯で加速された粒子は原子に直接当たるのですか?
それとも電子に当たるのですか?
電子がエネルギーによって外側の軌道に移ると聞いたことがあります。

オーロラを光らせるぐらいのエネルギーを持つ加速電子は、主に大気中の原子や分子のまわりを回っている電子と衝突します。このとき、衝突された電子は元の軌道より外側の軌道を回るよになります。これは、励起状態と呼ばれ、元の状態よりもエネルギーの高い状態です。この電子が、外側の軌道から元の軌道に戻るときに、この2つの軌道のエネルギーの差に応じた光を出します。それがオーロラなのです。

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