Research press release


Nature Physics

Where did the killer electrons go?

太陽からのエネルギーの大きな噴出物によって起こる磁気嵐は、地球を取り巻くバンアレン帯の中を光に近い速度で移動する高エネルギー電子の流れを駆動できる。このような「キラー電子」は、地球静止軌道にある通信衛星に被害を与えることがある。しかし、時には磁気嵐が逆の効果を生み、電子フラックスをほんの数時間で数桁も急激に減少させることがある。これまで、このキラー電子がどこへ消えたのかわからなかった。今回、地球上のさまざまな高度で集めたデータを用いて、その答えを見つけたかもしれない、Nature Physicsに報告される。 この謎を解くため、D Turnerたちは、2011年1月6日に起こった磁気嵐の時に収集されたデータを解析した。このデータ収集には、NASA、米国大気海洋庁、欧州気象衛星開発機構が別々に運用しているTHEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) ミッション、GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite) ミッション、POES (Polar Operational Environmental Satellite)ミッションの総計11機の人工衛星と探査機が関与した。Turnerたちは、この磁気嵐の時に、外側のバンアレン帯の高エネルギー電子フラックスは、地球から離れる方向にバンアレン帯から外側へ放出されており、電子消失のいくつかの説明で示唆されているように地球大気に向かって内側へ送られたのではないことを見いだした。

Geomagnetic storms caused by energetic eruptions from the Sun can drive streams of high-energy electrons that travel close to the speed of light through the Van Allen radiation belts that encircle the Earth. These 'killer electrons' can play havoc with telecommunications satellites in geosynchronous orbit. But sometimes a geomagnetic storm can have the opposite effect, causing the electron flux to fall dramatically, by many orders of magnitude in just a few hours. Until now, no-one knew where these killer electrons were disappearing to. Now, using data collected at many different altitudes above the Earth, researchers report online in Nature Physics this week that they may have found the answer. To solve the mystery, Drew Turner and colleagues analysed data collected during a geomagnetic storm that took place on 6 January 2011. This involved a total of 11 independent satellites and spacecraft — from the THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms), GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite), and POES (Polar Operational Environmental Satellite) missions — run variously by NASA, the National Oceanic and Atmospheric Administration and the European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites. The researchers found that during this event, the flux of high-energy electrons in the outer Van Allen radiation belt was directed out of the belt away from the Earth, being lost into outer space, rather than inward towards the Earth's atmosphere as suggested by some explanations of the loss.

doi: 10.1038/nphys2185


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