2019年11月21日 15時00分サイエンス

太陽フレアと地球の磁場の干渉から作られた不気味な「歌」が公開

by NASA Goddard Space Flight Center

太陽フレアによって発生するプラズマである太陽風が地球の磁場に衝突したときに生じる「磁気の波」を元に作成された「歌」が公開されています。

ESA - Earth’s magnetic song recorded for the first time during a solar storm
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Earth_s_magnetic_song_recorded_for_the_first_time_during_a_solar_storm

Listen to the Wild Sounds of a Solar Storm Hitting Earth - VICE
https://www.vice.com/en_us/article/evj394/listen-to-the-wild-sounds-of-a-solar-storm-hitting-earth

太陽フレアは、帯電した粒子が噴火するという太陽の表面で生じている爆発現象です。太陽フレアによって放出された荷電粒子は地球にまで届き、地球の磁場に衝突します。この衝突によって地球の磁場は乱れ、「磁場の波」が発生します。

今回公開されたのは、「磁気の波」を可聴信号に変換したデータで、欧州宇宙機関(ESA)が打ち上げた地球の磁気環境と太陽風の相互作用を3次元的に調査する人工衛星「クラスター」が収集した約20年分のデータを元に作成されています。

地球の磁場が唄う「歌」とも呼べる、磁場の乱れから生成されたメロディは2種類公開されています。非常に大規模な太陽フレアが発生する現象である「太陽嵐」を歌に変換したものが以下。ESAは、「自然現象というより、SF映画のサウンドエフェクトを連想させるような不気味な歌」だと表現しています。

Earth’s magnetic song during a solar storm - YouTube

太陽フレアが穏やかな時期の「歌」が以下。太陽嵐の歌に比べて、音のピッチが低く、曲調も単調。太陽嵐が発生すると、荷電粒子が地球の磁場に衝突したときに発生する磁気の波の周波数が2倍になって、磁気の波同士が互いに干渉し合って複雑化することが反映されているとのこと。

Earth’s magnetic song during calm space weather conditions - YouTube

太陽嵐がピークに達するときの磁気の波が、時間の経過によって複雑化することを示したグラフも公開されています。
Simulation of Earth’s foreshock during calm space weather conditions - YouTube

今回の「歌」を作成した研究チームを率いたヘルシンキ大学のルシール・ターク氏は、「太陽嵐によって生成される電磁波は以前に考えられていたよりもはるかに複雑」と指摘。ESAは太陽嵐が地球や電子機器に影響を与えることを挙げて、太陽嵐などの宇宙天気に関する研究は今後重要になると主張しています。

なお、太陽フレアによって生じた大半の荷電粒子は地球の磁場によって阻まれ、地球に衝突することはありません。しかし、強力な荷電粒子は磁場を貫通する場合もあり、その一例が、磁場を貫通した荷電粒子が大気中の酸素原子や窒素原子を励起して生じると考えられているオーロラです。