木星で最も明るいオーロラを生み出す仕組みの解明に前進(University of Minnesota-led team helps explain what powers Jupiter’s brightest auroras)

2026-09-17 ミネソタ大学

ミネソタ大学主導の研究チームは、木星で最も明るいオーロラが発生するエネルギー源を解明するため、木星の磁気圏と高層大気における荷電粒子の挙動を調査した。木星のオーロラは地球のものよりはるかに強力で、その一部は木星の衛星イオから放出された火山性物質に由来する粒子が磁場に沿って移動することで生じる。研究では、NASAのジュノー探査機による観測データと物理モデルを組み合わせ、イオから木星へ流入する電子がどのように加速され、木星大気へエネルギーを運ぶのかを解析した。その結果、磁気圏内の電磁場とプラズマの相互作用が粒子を加速し、オーロラを発光させる過程について新たな理解が得られた。成果は、木星の磁気圏だけでなく、強い磁場を持つ他の惑星や天体のオーロラ現象を理解する手掛かりにもなる。

<関連情報>

木星の最も明るいオーロラは、局地的に発生するアルヴェーン波によって駆動されている Jupiter’s brightest auroras are powered by locally generated Alfvén waves

Ali H. Sulaiman, Barry H. Mauk, Robert L. Lysak, Nicholas S. Kruegler, […] , and Evan A. Skinner
Science Advances  Published:16 Sep 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg6021

木星で最も明るいオーロラを生み出す仕組みの解明に前進(University of Minnesota-led team helps explain what powers Jupiter’s brightest auroras)

Abstract

Jupiter displays the brightest auroras in the solar system, driven by intensely varying energetic electrons that accelerate into the atmosphere. Here, we provide a comprehensive formalism that accurately describes the bimodality of observed auroral electron acceleration regimes. We demonstrate that the occurrence of the two dominant auroral regimes—broadband and monoenergetic—is dictated by specific characteristic plasma length scales, namely, the relationship between the transverse length scale and the electron inertial length. Furthermore, in contrast to the long-standing acceptance that Alfvén waves responsible for auroral electron acceleration exclusively originate at distant equatorial regions, we demonstrate that they can be locally generated at Jupiter’s low altitudes. From this understanding, we find that locally generated, low-altitude Alfvén waves can be directly responsible for accelerating the most intense auroral electrons at Jupiter. These findings establish that the low-altitude acceleration region can itself become a source of Alfvén waves rather than merely a sink for wave energy, thus altering the standard picture of global magnetospheric energy transfer in strongly magnetized planets.

1702地球物理及び地球化学
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