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太陽から飛んできた粒子が、地球にぶつかって輝きます。太陽からは太陽風という電気を帯びた粒子がたくさん飛んでいます。これらは地球の磁力線に沿って、北極や南極方面に向かって流れていきます。それが酸素や窒素と反応してオーロラが発生するのです。
オーロラの科学的研究は、１８世紀頃から始まりましたが、ウィリアム・ギルバートは１６００年に地球が大きな磁石であることを示して、その後の地球科学の基礎を築きました。オーロラはどこでもではありませんが、かつて日本でも観察されました。
オーロラは両極点のすぐ近くでは見られず、オーロラ帯という楕円上になっている高緯度地方でよく見られます。太陽の活動が活発な時には、中緯度の北海道や新潟県でも観察されたことがあります。ハッブル宇宙望遠鏡がとらえた土星の北極に現れました。
オーロラ (２０１７年)。オーロラは、地球のように磁気圏のある天体に現れるので、同じく磁気圏のある木星でも観測されています。太陽の活動とオーロラの発生は、深く関係していますので、太陽活動が盛んになったり衰えたりすると、オーロラの発生もそれに連動して、増えたり減ったりします。
オーロラが夜にしか見えないのは、太陽からの電気を帯びた粒子が、地球の磁力線に沿って地球の夜側に大きく回り込み、そこから地球の方へ加速され、大気の粒子とぶつかって発光するからとされています。
夜のオーロラはその形態や動態が詳しく研究されてきました。しかし、太陽光が勝っている昼にもオーロラは発生しています。 近年になって、ようやくその解明が進んできました。 オーロラは地上からはカーテン状に見えますが、全体は写真のように環状につながっています。
オーロラが出る季節は、特に冬の寒い日ですが、季節は関係ありません。オーロラは高度１００㎞以上という、大気の上層部で起こる現象ですから、地上の気温は関係ありません。そのため、夏に観測されることもあります。冬に多く見えるのは、夜空が快晴になると放射冷却によって地上の熱が宇宙に飛び去って高空まで晴れ渡るからです。
オーロラが見える時間帯は、統計的に、真夜中近くがいちばん多いと言われています。オーロラがよく見える高緯度の地域では、年間で２５０日くらい見えたこともあるそうです。 夏の白夜の明るい夜以外は、ほぼ毎日見られたということになります。
ウィリアム・ギルバート (１５４４～１６０３年)。球形の磁石を作り、小さな磁石の針を磁石の表面に沿って動かすと、実際の地球上での方位磁針の動きを忠実に再現することを実験で確かめ、地球は大きな磁石であることを「磁石論』 (１６００年)で明らかにし、方位磁針が北を指すのは北極星などの力によるとされていたことが、間違いであることを明らかにしました。ギルバートは医師の仕事をしながら磁気や電気の研究を続けました。
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