水星には一時的な放射線帯が存在する(Mercury has part-time radiation belts)

2026-07-27 ミシガン大学

ミシガン大学の研究チームは、水星が一時的(パートタイム)の放射線帯を形成することを明らかにした。研究成果はJournal of Geophysical Research: Space Physicsに掲載された。地球には磁場によって荷電粒子が閉じ込められた「ヴァン・アレン放射線帯」が恒常的に存在するが、水星では磁場が弱く太陽に近いため、同様の放射線帯は形成されにくいと考えられていた。研究チームは、NASAの探査機MESSENGERが取得した観測データを解析した結果、太陽風や宇宙天気の条件が整った場合に限り、高エネルギー電子が水星の磁気圏内に一時的に捕捉され、短時間の放射線帯が形成されることを確認した。この放射線帯は太陽活動の変化に応じて出現・消滅を繰り返し、地球のような安定した構造ではないことが特徴である。本研究は、惑星磁気圏と太陽風の相互作用や宇宙放射線環境の理解を深めるとともに、現在水星を周回中の欧州宇宙機関(ESA)・宇宙航空研究開発機構(JAXA)の探査機BepiColomboによる今後の観測結果の解釈にも重要な知見を提供すると期待される。

<関連情報>

太陽風の駆動によって制御される水星の動的な電子放射線帯 Dynamic electron radiation belt at Mercury controlled by solar wind driving

Jiutong Zhao  (赵 玖桐),Ryan M. Dewey,Weijie Sun  (孙 为杰),James A. Slavin,Paul S. Szabo,Lucas Liuzzo,Nicolas André & Mathias Rojo
Nature Astronomy  Published:27 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-026-02925-3

水星には一時的な放射線帯が存在する(Mercury has part-time radiation belts)

Abstract

Electron radiation belts, reservoirs of stably trapped energetic electrons hazardous to space technology, are a prevalent feature of most magnetized planetary environments. However, their existence in the compact magnetosphere of Mercury has been a subject of debate for decades. The presence of energetic electrons was first identified by Mariner 10’s observations in the 1970s but was subsequently questioned by MESSENGER’s limited energetic particle measurements 40 years later. Here we integrate MESSENGER’s more sensitive indirect energetic electron measurements with new analysis techniques, particle simulations and theory to discover a structured radiation belt with a variable morphology subject to solar wind activity. This radiation belt can persist for several Earth days and, thus, seems to be quasi-permanent under weak solar wind forcing. However, it becomes unstable under strong driving as electron drift orbits bifurcate about the magnetic equator within the dayside magnetosphere and particles are rapidly lost. Our results establish that even compact magnetospheres can host radiation belts and, furthermore, that Mercury is a natural laboratory for radiation-belt physics usually inaccessible at Earth: one of an extreme, rapidly driven state.

1702地球物理及び地球化学
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