大村善治 生存圏研究所教授、栗田怜 同准教授、尾﨑光紀 金沢大学准教授、八木谷聡 同教授、松田昇也 同准教授、笠原禎也 同教授、笠羽康正 東北大学教授、宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙科学研究所の中澤暁氏および村上豪助教、マグネデザイン株式会社、フランス?プラズマ物理学研究所（Laboratoire de Physique des Plasmas）の国際共同研究グループは、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、世界で初めて明らかにしました。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场とその磁场が支配する领域（磁気圏）を持っています。地球では、电磁波の一种であるコーラス波动が夜侧から昼侧の広い范囲で観测されます。このコーラス波动は、低いエネルギーの电子を効率よく放射线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（静止轨道までの领域）では急激な放射线の増加による人工卫星の障害が时に発生し、その要因としてコーラス波动が深く関わっています。一方、水星の磁场は地球と比べて约1%と弱く、地球のようなコーラス波动が発生するかは分かっていませんでした。
水星磁気圏探査机「みお」に国际共同研究グループが搭载した电磁波観测器「笔奥滨」で史上初の水星での电磁波観测が行われ、その交流磁界データから水星朝侧の限られた领域で强いコーラス波动が初検出されました。朝侧の局所的な领域で発生していたコーラス波动に対し、水星の大きくゆがんだ磁力线の形が、コーラス波动の発生に强く影响していることを国际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动の初実証は、太阳系の全ての固有磁场を持つ惑星でコーラス波动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电子が作られ、水星表面へ电子を降下させ、齿线オーロラを発生させることを示したものです。また、人类の产业活动が宇宙圏へ拡大するうえで、月や火星などの弱い磁场を含む宇宙空间のプラズマ环境理解へも贡献する成果です。
本研究成果は、2023年9月14日に、国際学術誌「Nature Astronomy」に掲載されました。
（水星の画像提供: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington）
【顿翱滨】
【书誌情报】
Mitsunori Ozaki, Satoshi Yagitani, Yasumasa Kasaba, Yoshiya Kasahara, Shoya Matsuda, Yoshiharu Omura, Mitsuru Hikishima, Fouad Sahraoui, Laurent Mirioni, Gérard Chanteur, Satoshi Kurita, Satoru Nakazawa, Go Murakami (2023). Whistler-mode waves in Mercury’s magnetosphere observed by BepiColombo/Mio. Nature Astronomy, 7(11), 1309-1316.
