2023-07-10 京都大学
鶴見美和 理学研究科特別研究学生（兼：青山学院大学修士課程学生）、榎戸輝揚 同准教授（兼：理化学研究所チームリーダー）、一方井祐子 金沢大学准教授らの研究グループは、岐阜大学、名古屋大学、早稲田大学等と共同で、雷雲から地上に降り注ぐガンマ線を、市民サポーターと連携したシチズンサイエンス「雷雲プロジェクト」で観測しています。このプロジェクトでは、市民サポーターの自宅に小型の放射線モニタ「コガモ」を設置することで観測網を構築し、雷雲から地上に降り注ぐ「雷雲ガンマ線」を多地点で観測します。
2021年12月30日に、金沢市の5地点で、雷雲から放射されたガンマ線の検出に成功しました。これは、上空の雲の中に電子を相対論的な速さまで加速する強い電場が存在することを示します。さらに、電波やレーダー観測と組み合わせ分析した結果、ガンマ線を出す電子を加速する強い電場領域の近くから雷放電が始まったことが明らかになりました。これは、「雷がどのように始まるか、宇宙のはるか彼方から到来する宇宙線が関係するのか」という長年の未解決問題を解く上でも鍵になると期待され、本研究グループでは今後も類似の現象を観測し、宇宙線と雷雲の相互作用や、それが雷の始まりに与える影響を検証しようとしています。さらに、本研究で用いたシチズンサイエンスという手法を通して、科学研究や自然現象を市民サポーターとして楽しむ文化も実践していきます。
本研究成果は、2023年7月3日に、国際学術誌「Geophysical Research Letters」に掲載されました。
宇宙から降り注ぐ宇宙線の空気シャワーと雷雲の相互作用で、電子が加速されてガンマ線が発生する様子と、それが雷放電のトリガーになる可能性を示す模式図（イラスト製作：ひっぐすたん）
研究者のコメント
「研究を始めて日が浅い大学院生でも、検出器のメンテナンスから観測データの解析までを行い、サイエンス成果を出せることにやりがいを感じています。今後はガンマ線だけでなく、雷雲や雷から発生する中性子にも着目しながら、雷トリガーと雷雲内の電子加速の関係に解明に貢献していきたいです。 」（鶴見美和）
「雷雲プロジェクトは雷の多い金沢市周辺ならではのシチズンサイエンスです。今後、より楽しんで参加していただける仕組みをサポーターの皆さんと一緒に考えていきたいです。 」（一方井祐子）
「私たちの研究室では、宇宙放射線を使った月の水資源探査も狙っています。雷雲ガンマ線の観測と同じ手法で、大学院生が手を動かせる金沢での研究をいずれは宇宙探査にも応用したいです。」（榎戸輝揚）
詳しい研究内容について
シチズンサイエンスで挑む雷の謎―宇宙線と雷雲の相互作用は、雷の始まりに影響を与えるのか？―
研究者情報
研究者名：榎戸 輝揚
書誌情報
【DOI】
https://doi.org/10.1029/2023gl103612
【KURENAIアクセスURL】
http://hdl.handle.net/2433/284045
【書誌情報】
M. Tsurumi, T. Enoto, Y. Ikkatai, T. Wu, D. Wang, T. Shinoda, K. Nakazawa, N. Tsuji, G. S. Diniz, J. Kataoka, N. Koshikawa, R. Iwashita, M. Kamogawa, T. Takagaki, S. Miyake, D. Tomioka, T. Morimoto, Y. Nakamura, H. Tsuchiya (2023). Citizen Science Observation of a Gamma-Ray Glow Associated With the Initiation of a Lightning Flash. Geophysical Research Letters, 50(13):e2023GL103612.
