2023年12月1日、北海道の北部や東部など広い範囲で「異常に明るい赤いオーロラ」が観測された。この時の磁気嵐の規模は大きくなかったにも関わらず、なぜ明るくなったのか──SNSを通じて提供された多くのオーロラ写真が、その謎を解くカギになった。
国立極地研究所の片岡龍峰准教授を中心とする、名古屋大学、東京大学との共同研究グループは6月24日、この時のオーロラ写真を分析し、日本のような中緯度地域でオーロラが見られる条件が明らかになったと発表した。
研究チームは、集めた写真を分析し、この時のオーロラが高度400～600kmで発光していたことを突き止めた。通常、赤いオーロラは高度200km程度で発光するため、かなり高い位置で発光していたことになり、これが広い地域で目撃できた理由だという。さらに高精細な写真から、赤いオーロラが「磁力線に沿った筋状の背の高い構造」であったことも分かった。
一方、オーロラを発生させた磁気嵐は規模こそ大きくなかったが、原因となった太陽風の密度が極めて濃かったと分かっている。濃い太陽風で地球の磁気圏が圧縮され、地球に近い位置でサブストームが発生した。
サブストームは、太陽風から磁気圏への電磁エネルギー流入が大きくなったときに見られる爆発的なエネルギー解放現象のこと。そしてオーロラが最も明るく輝くのは、サブストームが発生した時だという。
つまり地球の近くで発生したサブストームが非常に明るいオーロラを生み出し、発光高度が高かったために北海道の各地で観測しやすい状況ができたという。研究チームは、日本のような中緯度地域でもオーロラが見られる条件が分かったとして、今後は宇宙天気予報の精度向上への貢献も期待できるとしている。
今回のように多くの人が協力して行う研究活動をシチズンサイエンスと呼ぶが、研究チームは写真を提供してくれた人たちを“市民科学者”と定義。「今後も市民科学者の貢献により予期せぬ発見が期待される」としている。
研究成果は、6月20日付の科学誌「Geophysical Research Letters」に掲載された。