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土星磁気圏についての解明を後押しするかもしれないオーロラを観測!ハッブル望遠鏡が土星の北極に舞うオーロラを撮影

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本記事は、Hubble Captures Fluttering Auroras At Saturn’s North Pole
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約2分3秒

・ハッブルが撮影した土星の写真には、北極にたなびくオーロラが写っていた

・写真はUVライトで撮影され、測定値はカッシーニ探査機で実施されています。

・この発見は、土星磁気圏内についてより詳しく解明する手助けとなるでしょう

 

ハッブル宇宙望遠鏡は、測量用アドバンストカメラと宇宙望遠鏡撮像分光器をつかって遠紫外線波長上の土星のオーロラを広範囲で観測しました。これらの観測から取得した大量のデータはカッシーニ探査機(土星と土星システムについて研究する宇宙船)で実施されました。

 

2004年、ハッブルは南至直後の土星の南のオーロラ(土星の北極点からみて太陽が空の一番高いところに位置する現象)を分析しました。2009年、ハッブルは、土星のリングがエッジオンの状態で記録したので、土星の極とオーロラを同時に観測することができました。

 

 

2017年には7か月以上にわたり、ハッブルは土星の北極圏のオーロラの写真を撮りました。最良の観察を実現するため、これらの写真は北半球の夏至の前と後両方撮影されました。

 

オーロラはどのように作られるのでしょうか?

地球では、オーロラは太陽によって放出された太陽風の微粒子によってつくられます。それらは、地球の磁気圏とつながっている電気を帯びた粒子を蓄えます。この巨大なフィールドが太陽から放出される粒子から地球環境を守っていると知られていますが、同時に電気を帯びた少量の粒子もとらえています。

 

地球の磁気圏はこれらの粒子を捕まえ、磁気線に沿って磁極へと降りていきます。数えきれないほどの小さな光や光子を放った後、私たちの大気内で原子と分子が衝突し、オーロラを作ります。

 

オーロラオーバルとして知られている高度65~650キロメーターの域で、窒素の衝突は紫やピンク色を作り出し、酸素は緑や赤のを作り出します。

 

オーロラと類似しているタイプも同様に他の惑星で発見されています。私たちの太陽システムには4つの惑星があり、それは海王星、天王星、土星、木星です。地球とは異なり、4つの惑星の大気は主に水素で構成されています。それゆえこれら惑星のオーロラは、宇宙ベースの望遠鏡によって紫外線波長内でのみ観測することができるのです。

 

土星のエネルギッシュな光の演出

 

ハッブル宇宙望遠鏡は、長い期間にわたる土星の北極のオーロラの動きを密接に調査することを可能にしました。これらは、土星のオーロラオーバルを探査する際に、カッシーニのグランドフィナーレ(宇宙船の20年間の探索で最もスリルのある瞬間)に合わせて実施されました。

 

見事な画像と土星の新データを集めた後、カッシーニは2017年9月15日、安全に土星に衝突しました。カッシーニとハッブルにより、研究者達は土星の磁気圏のより詳細を解析できるようになりました。

 

これらの写真は、局所的に変わる特徴のある幅広い発光を明らかにしました。この変動制はたった11時間のみ継続し、主に土星の回転速度と太陽風の微粒子によって起こされます。

 

 

上記の画像は光学分野での2018年初期に実施された全ての観測を分析し作成されました。土星の北オーロラは2017年に観測されています。この画像は、オーロラの大きさと惑星の色の鮮やかさをはっきりと示しています。

 

このオーロラは2つの異なる明るさのピークを持っています。1つ目は、夜明けと真夜中の直前に発生し、2つ目のピークは(歴史上は先に発見された)土星の磁気圏(至点で)と太陽風の間の相互作用特有のものです。

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