古代中国の歴史書に「最古のオーロラ記録」を発見！　なぜ中国にオーロラが？

どうして極圏より低い場所でオーロラが発生するのか？

確かにオーロラは極圏などの高緯度でよく見られますが、より低い場所で発生する「低緯度オーロラ」があります。

日本でも2015年に北海道で観測されており、実は『日本書紀』の中でも「赤気」という記述でオーロラ報告がなされているのです。

このように、オーロラ自体はかなり古くから知られていますが、その発生の仕組みが明らかになったのは20世紀に入ってからです。

オーロラは、太陽から飛んできた電子や陽子が原因で発生します。

太陽は毎秒100万トンの粒子を放出しており、これらは超高温のために電離してプラズマ化しています。

物質は高温になると分子がバラバラの気体になりますが、さらに高温になると電子と原子核がバラバラになり、この状態を「プラズマ」と呼びます。

このプラズマの飛来は「太陽風」と呼ばれ、地球まで届くと上層の大気にぶつかります。

地球の大気は、窒素分子、酸素分子、酸素原子などからなり、それぞれの分子・原子は、中心の「原子核」とその周囲をまわる「電子」で構成されています。

そして、太陽風のプラズマが地球大気にぶつかると、このうちの電子がエネルギーをもらい、外側の軌道に移ります。

これを「励起（れいき）状態」と呼びます。

(画像=プラズマを受けて電子が外側に（左）、内に戻るとき光エネルギーを発する（右） / Credit: 国立大学附属研究所・センター会議 – 名古屋大学・宇宙地球環境研究所塩川和夫教授提供,『ナゾロジー』より引用)

ところが、励起した電子は不安定であるため、しばらくすると元の内側の軌道に戻ります。

このとき電子は、プラズマからもらったエネルギーを放り出し、それが光となって観測されることでオーロラが発生するのです。

ご存知のように、地球はその周囲を磁力線で囲まれており、それらは北極と南極を結ぶように走っています。

しかしその形は均等ではなく、太陽風に押されることで、太陽と逆側の磁力線が長く伸びて、尾のような領域を作っているのです。

この領域は「プラズマシート」と呼ばれ、太陽風で飛んできたプラズマが大量にたまります。

(画像=太陽風により磁力線のゆがみ / Credit: 国立大学附属研究所・センター会議 – 名古屋大学・宇宙地球環境研究所塩川和夫教授提供,『ナゾロジー』より引用)

プラズマは磁力線に沿って移動する性質があるため、磁力線の集まる極圏に向かって降りていき大気とぶつかります。

これが、オーロラが北極や南極を中心に発生する理由です。

ところが、まれに太陽表面が爆発（フレア）を起こして、普通の太陽風より強い「磁気嵐」が生じることがあります。

磁気嵐が起きると、プラズマシートのプラズマは、より地球に近いところまで入ってきます。

(画像=磁気嵐によりプラズマはより地球近傍まで近づく / Credit: 国立大学附属研究所・センター会議 – 名古屋大学・宇宙地球環境研究所塩川和夫教授提供,『ナゾロジー』より引用)

すると、磁力線に沿って移動するプラズマは、地球に近いものほど低緯度に降りていき、そこでオーロラを発生させるのです。

これが「低緯度オーロラ」の発生する仕組みです。

『竹書紀年』や『日本書紀」に記録されたオーロラは、強力な磁気嵐による低緯度オーロラを指しているのでしょう。

もし現代でこうした現象が起きた場合、地上の電子機器が大きな被害を受けることが予想されています。

そうなると、停電した真っ暗な都市の上空にオーロラが輝くことになるのかもしれません。

参考文献

Earliest Known Report of Aurora Found in Ancient Chinese Chronicle

オーロラが教えてくれる宇宙のこと

元論文

A candidate auroral report in the Bamboo Annals, indicating a possible extreme space weather event in the early 10th century BCE