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| 第二章 オーロラのしくみ ──地上で体験できる最も美しい現象── |
| ３．オーロラの色 オーロラの色は、太陽風の成分である荷電粒子(主に電子)が、大気中の気体(原子や分子)と衝突することで、その原子や分子が発光した色です。つまり、超高層大気中で放電現象がおきているのです。 オーロラの色はとてもカラフルな印象を受けますが、ほとんどは緑色の場合が多く、活動が活発になってくるとカーテンの上や下が赤く(ピンク)染まります。この色を決める要素は基本的に４つあります。 ①太陽風の持つエネルギー ②高度差による大気中の成分の違い ③大気中の成分・原子や分子の性質 ④大気の密度 大気構造
るかで、大気中に入り込む深ささが決まります。高さが決まると、大 気中の気体の高度分布から、荷電粒子がぶつかる気体が決まり ます。 ②大気は、地表から１００ｋｍくらいまでは、窒素分子７８％、酸素分 子２１％、残り１％の二酸化炭素・アルゴンなどからなっています。 それより上では、太陽の紫外線などで分子が原子に壊れ、一部は 電離し、原子イオンと電子にわかれた電離層(D層・E層・F層)とよば れる領域になります。 上空にいくほど電離の割合は大きくなります。また、重力の影響で 軽いものほど上空にいきます。 高度５００ｋｍ以上では水素原子とヘリウム原子が多く、高度５００ ～２００ｋｍの間は酸素原子が最も多くなります。 高度２００～１００ｋｍの間では窒素分子が最も多く、残りは酸素原 子と酸素分子でほとんどを占めます。 ④の大気の密度も重要で、少なすぎると荷電粒子との衝突が稀にしかおこらなくなるし、密 度が高いと色を出す前に他の気体とぶつかって、発光エネルギーを衝突エネルギーとし て、渡してしまうので、色が消されてしまいます。大気密度は上空にいくほど低くなりま す。 ③オーロラの色は、上のような条件のもとで発光する大気(原子や分子)の色で、それぞれ の原子や分子が固有の色を出します。そのためオーロラは虹色に輝くのではなく、赤や 緑といった特定の色(波長)で光っています。一番良く見られるオーロラの緑は、酸素原が 放つ６３０nmの緑の波長です。 *極に波長６３０nmの緑の環が輝いている星、そんな星が他にあれば、それは酸素がある ということ、地球型生命があふれていて異星人と出会えるかも知れません ねっ(*^_^*) |
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色は光の波長によってきまります。人間が色を感じとれるのは、380nm(ナノメートル.)から780nmの範囲内の波長で可視光と言います。(１ナノメートルは１０億分の１メートル)
ら第一次にダウンするのは平均して０．７４秒です。それに比べて、第一次励起状態から基底状態に戻るには、平均して１１０秒間を要します。そのため、大気密度が小さくないと、他の原子や分子に衝突してエネルギーを失ってしまいます。酸素原子が200km以上の超高層の大気密度が小さい中にあれば、１１０秒間、他にエネルギーを渡すことなく赤い光を発することができますが、200km以下だと難しくなります
