金沢大学理工研究域電子情報通信学系の尾﨑光紀准教授，八木谷聡教授，松田昇也准教授，学術メディア創成センターの笠原禎也教授，東北大学の笠羽康正教授，京都大学生存圏研究所の大村善治教授，栗田伶准教授，宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所の中澤暁氏，村上豪助教，マグネデザイン株式会社，プラズマ物理学研究所（フランス）の国際共同研究グループは，世界で初めて電子を効率よく加速，散乱させる電磁波（コーラス波動）が水星の朝側（水星から約 1,200km 内）で発生していることを明らかにしました。このコーラス波動で散乱された電子は水星表面で衝突し，X 線を放射（X 線オーロラを発生）させます。この成果は，発生メカニズムが十分に分かっていなかった X線オーロラの駆動源が，水星のコーラス波動であったことを直接示すものです。
水星は，地球と同じく固有の磁場とその磁場が支配する領域（磁気圏）を持っています。地球では，電磁波の一種であるコーラス波動が夜側から昼側の広い範囲で観測されます。このコーラス波動は，低いエネルギーの電子を効率よく放射線になるまで加速することが知られています。地球周辺宇宙（静止軌道までの領域）では急激な放射線の増加による人工衛星の障害が時に発生し，その要因としてコーラス波動が深く関わっています。一方，水星の磁場は地球と比べて約１％と弱く，地球のようなコーラス波動が発生するかは分かっていませんでした。
水星磁気圏探査機みおに，国際共同研究グループが搭載した電磁波観測器 PWI で史上初の水星での電磁波観測が行われ，その交流磁界データから水星朝側の限られた領域で強いコーラス波動が初検出されました。朝側の局所的な領域で発生していたコーラス波動に対し，水星の大きくゆがんだ磁力線の形が，コーラス波動の発生に強く影響していることを国際共同研究グループは指摘しています。水星でのコーラス波動の初実証は，太陽系の全ての固有磁場を持つ惑星でコーラス波動が発生する普遍性を明らかにし，水星の小さい磁気圏でも高いエネルギーの電子が作られ，水星表面へ電子を降下させ，X 線オーロラを発生させることを示したものです。また，人類の産業活動が宇宙圏へ拡大するうえで，月や火星などの弱い磁場を含む宇宙空間のプラズマ環境理解へも貢献する成果です。
本研究成果は，2023 年 9 月 14 日 16 時（英国時間）に科学誌『Nature Astronomy』に掲載されました。
水星でのコーラス波動発生のイメージ図
（水星の画像 Credit NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington）
ジャーナル名：Nature Astronomy
研究者情報：尾﨑 光紀
研究者紹介動画「Researcher’s Voice」
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