巨大磁気嵐発達のカギは圧倒的な割合の地球起源重イオン~あらせ衛星が磁場変動の主役を直接観測~

2026-06-29 京都大学

京都大学、名古屋大学などの国際研究グループは、ジオスペース探査衛星「あらせ」の観測データを解析し、2024年5月に発生した巨大磁気嵐では、地球周辺に形成されるリングカレントを担うイオンの大部分が地球大気由来の重イオンであることを初めて直接観測した。従来、リングカレントは太陽風起源と地球起源のイオンが混在すると考えられていたが、今回の巨大磁気嵐では太陽風由来イオンの寄与は極めて小さく、酸素イオンなどの地球起源重イオンが圧倒的に優勢であった。また、これら重イオンが集中する領域では磁場強度が最大約40%減少し、地球磁場を大きく変形させることで高エネルギー電子の消失にも大きく影響することが示された。これらの結果は、巨大磁気嵐の発達には地球大気からのイオン供給と加速過程が決定的な役割を果たすことを示しており、将来の宇宙天気予報や人工衛星・通信システムの障害予測の高度化に重要な知見を提供する。

巨大磁気嵐発達のカギは圧倒的な割合の地球起源重イオン~あらせ衛星が磁場変動の主役を直接観測~
磁気嵐時のリングカレントを観測するジオスペース探査衛星「あらせ」のイメージ(Credit: ERG Science Team)

<関連情報>

2024年5月の超巨大地磁気嵐の際、地球近傍の強烈な環状電流において、地球起源の重イオンが極めて優勢であった Extreme dominance of Earth-origin heavy ions in the intense ring current near the Earth during the May 2024 super geomagnetic storm

Naritoshi Kitamura, Kazuhiro Yamamoto, Shoichiro Yokota, Satoshi Kasahara, […] , and Iku Shinohara
Science Advances  Published:26 Jun 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aee1069

Abstract

Super geomagnetic storms are characterized by extreme intensification of the ring current in near-Earth space. The origin of the ions that carry the ring current is key to understanding its development. In situ measurements of ring current ions by the Arase satellite demonstrate an unprecedented dominance of heavy ions originating from the Earth during the May 2024 super geomagnetic storm, despite the high solar wind density. The solar wind, another expected source of ions, contributes little to the energy density of the ring current. This observational evidence highlights the critical role of ion supply processes from the Earth and transport in the magnetosphere in developing the ring current for the super geomagnetic storm. Furthermore, the super-intense ring current penetrated close to the Earth, strongly deforming the local geomagnetic field and driving unusual outward transport of electrons, which led to the loss of radiation belt electrons from the near-Earth region.

1702地球物理及び地球化学
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