NASAのカッシーニ宇宙船とハッブル宇宙望遠鏡のデータを研究している科学者は、土星のオーロラが過去25年間に科学者が信じてきたものとは異なる振る舞いをすることを発見しました。
ボストン大学のジョンクラーク率いる研究者たちは、地球のオーロラは、地球と木星のオーロラの交差と長い間考えられていたが、他の2つの惑星で観測されたものとは根本的に異なることを発見しました。カッシーニのデータを分析するチームには、テキサス州サンアントニオのサウスウェスト研究所の研究科学者であるフランククラリー博士と、アイオワシティのアイオワ大学の研究者であるウィリアムカース博士が含まれます。
ハッブルは数週間にわたって土星のオーロラの紫外線写真を撮りましたが、カッシーニの電波とプラズマ波科学機器は同じ地域からの電波放出の増加を記録し、カッシーニのプラズマ分光計と磁力計機器は太陽の圧力でオーロラの強度を測定しました風。これらの測定値セットを組み合わせて、土星のオーロラの最も正確な垣間と、それらを生成する際の太陽風の役割を明らかにしました。結果は、ジャーナルNatureの2月17日号に掲載されます。
調査結果は、土星のオーロラは、地球上でそうであるように、日々変動し、ある日に移動し、他の静止していることを示しています。しかし、オーロラの劇的な増光が約10分しか続かない地球と比較すると、土星は数日間続くことができます。
観測結果はまた、太陽の磁場と太陽風が土星のオーロラにおいて以前に疑われていたよりもはるかに大きな役割を果たす可能性があることを示しています。ハッブル画像は、地球のように惑星が下を回転するときにオーロラが時々静止していることを示していますが、木星のように軸が自転しているときにオーロラが土星と一緒に移動する場合があることも示しています。この違いは、土星のオーロラが太陽風の磁場の方向ではなく、太陽の磁場と太陽風によって予期せぬ方法で駆動されていることを示唆しています。
「地球と土星の両方のオーロラは、太陽風の衝撃波と誘導電場によって駆動されます」とCrary氏は言います。 「1つの大きな驚きは、太陽風に埋め込まれた磁場が土星でより小さな役割を果たすことでした。」
地球では、太陽風の磁場が南向き（地球の磁場の方向とは反対）を向いている場合、磁場は部分的に相殺され、磁気圏は「開いた」状態になります。これにより、太陽風の圧力と電界が入り、オーロラに強い影響を与えることができます。太陽風の磁場が南向きでない場合、磁気圏は「閉じて」おり、太陽風の圧力と電場は入りません。「土星の近くでは、決して強く北や南ではない太陽風の磁場を見ました。太陽風磁場の方向はオーロラにあまり影響を与えませんでした。それにもかかわらず、太陽風圧と電場は依然としてオーロラ活動に強く影響していました」とCrary氏は付け加えました。宇宙から見ると、オーロラは惑星の極域を一周するエネルギーの輪として現れます。オーロラ表示は、宇宙の荷電粒子が惑星の磁気圏と相互作用し、上層大気に流れ込むと拍動します。原子や分子との衝突により、光の形で放射エネルギーの閃光が発生します。電波は、電子が惑星に向かって落下するときに生成されます。
チームは、土星のオーロラは他の惑星と特徴を共有しているにもかかわらず、それらは地球や木星の惑星とは根本的に異なることを観察しました。土星のオーロラが明るくなり、より強力になると、極を取り巻くエネルギーの輪は直径が縮まります。土星では、他の2つの惑星とは異なり、オーロラは惑星の昼夜の境界で明るくなり、磁気嵐が強まる場所でもあります。ある特定の時期には、土星のオーロラリングはらせん状になり、磁気嵐が極を周回するため、その端は接続されません。
新しい結果は、土星のオーロラと地球のオーロラのいくつかの類似点を示しています。電波は最も明るいオーロラスポットに結びついているようです。 「地球では、同様の電波が明るいオーロラアークから発生することはわかっています。土星でも同じことが当てはまるようです」とKurth氏は言います。 「この類似性は、オーロラの場所と動作の違いにもかかわらず、これらの電波を生成する物理学が地球で起こっているものと同じであるということを教えてくれます。」
カッシーニが土星の周りを周回しているので、チームは惑星のオーロラがどのように生成されるかをより直接的に見ることができます。次に、太陽の磁場が土星のオーロラに燃料を供給する方法を調査し、太陽風がどのような役割を果たす可能性があるかについての詳細を学びます。土星の磁気圏を理解することは、カッシーニミッションの主要な科学目標の1つです。
Cassini-Huygensミッションの最新の画像と情報については、http：//saturn.jpl.nasa.govおよびhttp://www.nasa.gov/cassiniにアクセスしてください。
カッシーニホイヘンスミッションは、NASA、欧州宇宙機関、イタリア宇宙機関の共同ミッションです。パサデナにあるカリフォルニア工科大学の一部門であるジェット推進研究所は、NASAの宇宙科学局、ワシントンD.C.のミッションを管理しています。
元のソース：NASA / JPLニュースリリース
