地球を取り巻く磁場構造については60年前から理論として知られていたが、ようやくそれが直接確認された。オーストラリア、シドニー大学の学生で論文の著者であるクリーオ・ロイさんは、3Dで磁気圏を観察する画期的な方法を発明している。 太陽は常に電荷粒子を放出しており、ここに超新星などを起源とする宇宙線が加わる。こうした粒子は地球に接近するにつれて、地球の磁場によって屈折したり、両極に集められたりして、経路が変わる。オーロラなどもこれが原因だ。 記事提供＝カラパイア

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磁気圏と呼ばれるこの領域には、内層の電離圏とプラズマ圏が含まれている。こうした区別を別にすれば、その構造についてはあまりよく分かっていない。特に電離圏は衛星ナビシステムや電波望遠鏡の画像に干渉するため、理解が進めば大きな利益が得られることだろう。

オーストラリア、シドニー大学のプロジェクトで、クリーオ・ロイさんは、低周波電波望遠鏡マーチソン高周波アレイ（MWA：Murchson Widefield Array）を利用すれば、今までにない方法で同領域を探査できることに気がついた。

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マーチソン高周波アレイは、2020年から運用開始予定のスクエア・キロメートル・アレイの先駆的存在であり、3kmの範囲に設置される128個のアンテナで構成されている。ロイさんが考案したのは、アレイを東西に分離することで、双眼鏡のような視界を手に入れることだった。これによって視差が得られるようになるため、立体的な観察が可能となる。

こうして、磁気圏に沿って電離圏とプラズマ圏をつなぐ高密度プラズマと低密度プラズマのチューブが検出された。

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「計測の結果では、それは地上から600km上空の上部電離圏にあり、プラズマ圏へ向けて伸びているようです。そこは中性大気が終わる場所で、外宇宙のプラズマへと変化している場所です」とロイさんは説明する。プラズマチューブは時間とともにゆっくりと移動しており、変化する干渉効果を観察することができるという。

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他の電波望遠鏡を用いて限定的に電離圏が探査されたことはあったが、視差を用いた観測は彼女の知る限りこれが初めてだそうだ。

望遠鏡の30度の視界に広がる数多くのチューブに驚いたというロイさんは、「スクエア・キロメートル・アレイで電離圏を調査する予定はありません。今回の研究結果で状況が変わるといいですね」と語った。


via：iflscience
原文翻訳：hiroching