北海道で観測された低緯度オーロラ (2001年4月29日)




平成13年4月29日午前1時頃から3時頃(日本時間)にかけて、
北海道にある名古屋大学太陽地球環境研究所の陸別総合観測室で、
磁気嵐中に弱い低緯度オーロラを観測した。
このオーロラは前日(4月28日)の午後2時(日本時間)から始まった
磁気嵐の主相において発生している。このオーロラの最大の明るさは
観測終了時の午前3時で約600R(レイリー、明るさの単位、
観測波長は酸素原子の発光輝線である630nm)であった。この晩の陸別では
時々雲が出てきたり、もやのせいで街明かりが強かったりして、オーロラとの
区別が難しい状況であったが、同時刻に得られた赤外域のOH大気光は増光せず、
630nmのオーロラの波長のみ、増光していることから、オーロラと
判断している(1.の掃天フォトメータのデータ、2,3の全天カメラの
データを参照)。

 観測は掃天フォトメータ、全天カメラ(魚眼レンズ付き)、磁力計、
固定型フォトメータを用いて行われた。以下にその図を示す。
今回のオーロラは肉眼では見えない明るさである
(肉眼で見える波長630nmの赤い光の明るさは個人差はあるが10kR程度)


1. Photometer Plot                    
掃天フォトメータのデータ。真夜中前から明け方に向けて観測している。
観測波長はオーロラの630nmの光(酸素原子)と、大気光のOH分子の
光(843.0nm,839.9nm)で、グラフの下の方が北、上の方が
南の光の強さを表す(天頂角は図の左に示した)。630nmの光の
強さが、真夜中から明け方3時に向けて、特に北から天頂にかけて、
だんだん明るくなるのがわかる。

2. All-Sky Images (630nm) in False-Color 
波長630nmの発光を全天カメラでとらえた画像。光の強さを疑似カラー表示で表す。
魚眼レンズの像なので、上が北。左が東。右が西、下が南。画面の中心が天頂。
観測開始からずっと北西方向(図の右上)に見える光は陸別の街明かり。
17時UT以降、北東が明るくなってゆくのは薄明光(太陽の反射光)に
よるものである。オーロラはこの図では、これらの光に混ざって、
北から天頂にかけて、16時UT(日本時間午前1時)以降にだんだん
明るくなる。16時台に北東方向に見える2本の帯状の構造は、オーロラの
構造ではなく、この時間帯に見られる雲の構造と思われる。
露出は2分45秒。画面の上に出ている時刻はUT(グリニッジ
標準時)なので、日本時間に直すには9時間加える。

3. All-Sky Images (OH-bands, deviation from average image)  
この観測時の雲の状況を示すために、同じカメラでとられた赤外域の
OHの大気光画像を示す。それぞれの時間の前後5枚の平均画像からの
差のみを示した。雲は赤外域の撮像でよく写ることが経験的にわかっている。
魚眼レンズの像なので、上が北。左が東。右が西、下が南。画面の中心が天頂。
14−15時UTと16時UTは全天快晴で、大気重力波による大気光の
縞模様がよく見える。15:30−15:44UTと17時UT以降は
若干雲が出ていることがわかる。
露出は15秒。画面の上に出ている時刻はUT(グリニッジ
標準時)なので、日本時間に直すには9時間加える。
OH大気光は、高さ85km付近に存在するOH分子からでる
近赤外域の発光である。

4. Animation of All-Sky Images in Realistic Color (1.5MB) 
波長630nmの発光を全天カメラでとらえた動画像。光の強さを赤い色の強さで表す。
魚眼レンズの像で、上が北。左が東。右が西、下が南。画面の中心が天頂。
観測開始からずっと北西方向(図の右上)に見える光は陸別の街明かり。
17時UT以降、北東が明るくなってゆくのは薄明光(太陽の反射光)に
よるものである。オーロラはこの図では、これらの光に混ざって、
北から天頂にかけて、16時UT(日本時間午前1時)以降にだんだん
明るくなる。
露出は2分45秒。画面の上に出ている時刻はUT(グリニッジ
標準時)なので、日本時間に直すには9時間加える。

5. Magnetic Field and A Northward-Looking Photometer 
4月28−29日に陸別で観測された磁場変化(時刻はUT)と、
北の方向地平線から20度を見ているフォトメータのデータ。
05時UT(日本時間の14時)から磁気嵐が始まり、
磁場が変動しているが、磁気嵐の強さとしてはそんなに
強くない(H成分の減少が大きくない)。この固定型フォトメータの
データでは、1kR以下のオーロラを確認するのは難しい。






Special thanks to: 陸別町銀河の森天文台
            花野和生様(名古屋大学太陽地球環境研究所・陸別総合観測室)

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