巨大宇宙嵐で放射線帯の“破られない壁”が破られた!~鍵は内壁で生まれる超高エネルギー電子、「あらせ」衛星が初観測~

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公開日

※「詳しい研究内容について」(PDF)を一部修正しました。(2026年10月27日)

研究者情報

概要

 名古屋大学宇宙地球環境研究所の三好 由純 教授、京都大学生存圏研究所の栗田 怜 准教授、同大学院理学研究科の松岡 彩子 教授らの国際研究グループは、地球の放射線帯(ヴァンアレン帯)のうち、これまで超高エネルギーの電子を寄せ付けない高度12000km以下の“破れない壁”と考えられてきた宇宙空間領域で、2024年5月の観測史上最大級の宇宙嵐の際に、超高エネルギー電子が“壁の中”で新たに生み出されていたことを世界で初めて明らかにしました。この電子は、人工衛星に障害を引き起こしうる危険な宇宙の放射線の一種です。

 研究グループは、日本のジオスペース探査衛星「あらせ」(ERG)の観測データを解析しました。その結果、壁のすぐ内側で超高エネルギー電子の存在量を表す指標が局所的に急増する様子をとらえたことに加え、この電子の増加とほぼ同じ場所・同じタイミングで、「コーラス波」と呼ばれる宇宙の電波が強く発生していたことも見いだしました。さらに、壁の中で周囲のプラズマの密度が、通常よりも極端に低下しており、この特殊な環境下でコーラス波が電子を効率よく加速していたことを指摘しました。

 本研究は、これまで「安定した領域」と考えられてきた地球近傍の宇宙空間が、極端な宇宙嵐の下では新たな超高エネルギー電子の発生源になりうることを示すもので、人工衛星や有人宇宙活動に影響を与えうる「危険な宇宙天気」の理解を深めるものです。本研究成果は、2026年10月26日午後10時(日本時間)付で米国地球物理学連合速報誌Geophysical Research Lettersに掲載されました。

画像
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2024年5月の巨大磁気嵐における地球周辺の磁気圏の変化を示す模式図。
(a)嵐が起きる前:放射線帯(ピンク)は“破れない壁”(赤い破線の円、L*≈3付近)の外側に限られ、コーラス波は存在しない。(b) 嵐の開始:プラズマ圏(青緑)が大きく収縮し、“壁”のすぐ外側で強いコーラス波(緑)が発生する。(c)嵐の回復期:プラズマの回復が電離圏の異常により遅れる中、コーラス波が持続し、“壁”の内側で超高エネルギー電子が新たに生成される。
書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.1029/2026GL125879

【書誌情報】
Y. Miyoshi, S. Kurita, A. Shinbori, K. Yamamoto, C.-W. Jun, S. Matsuda, S. Saito, R. Kataoka, D. Wang, I. Shinohara, T. Takashima, T. Mitani, N. Higashio, A. Matsuoka, Y. Kasahara, F. Tsuchiya, A. Kumamoto, T. Hori, N. Kitamura, M. Teramoto (2026). Local Acceleration of Multi-MeV Electrons Inside Earth's Impenetrable Barrier During the May 2024 Superstorm. Geophysical Research Letters, 53, 20, e2026GL125879.