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北極光(オーロラ)
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カナダのノバスコシアにあるマルティニークビーチ州立公園で撮影された北極光。
極光というのは、極地で見られる、大気の発光現象、つまりは、オーロラのこと。北極近くのものは、北極光、南極近くのものは、南極光となる。
オーロラは、太陽風が地球の大気と衝突して、大気中の原子や分子の電子にエネルギーを与え(励起状態)、このエネルギー過多になった電子が、そのエネルーを放出して(発光して)元の安定した状態に戻る時に起きる。
下の図のように、大気は、地球の地磁気によって守られていて、普通は太陽風は直接地上付近には届かない。
しかし、極地では図のように地磁気の隙間ができる(Polar cuspと書かれているところ)。
そのため、極地で、オーロラが、よく見えることになる。
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オーロラは、太陽風(プラズマ化した原子)が、地球の大気と衝突して起きる。大気は高度によって、その組成が違う。
例えば、光度が高いと酸素原子・酸素分子がおおく、低くなると、窒素の割合が高くなる。
下の図は、それぞれの高度によって、どのような原子・分子が、発光し、その時に出す光の色を図示したもの。
酸素は、赤と緑の2種類の発光が起きる。
それは、与えられたエネルギーの大きさによる。
高度の低いところでは、窒素が発光すし、紫色やピンクに光る。しかし、強い太陽風でないと低い高度まで届かない。
だから、紫色のオーロラは、あまり見られないのだ。
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