巨大宇宙嵐で放射線帯の”破られない壁”が破られた!~鍵は内壁で生まれる超高エネルギー電子、「あらせ」衛星が初観測~

2026-10-27 名古屋大学

名古屋大学宇宙地球環境研究所などの国際研究チームは、2024年5月の観測史上最大級の宇宙嵐において、地球の放射線帯にある「インペネトラブル・バリア(侵入不可能な壁)」の内側で、超高エネルギー電子が新たに生成される現象を初めて直接観測した。研究チームは、ジオスペース探査衛星「あらせ」の観測データを解析し、通常は超高エネルギー電子が入り込めない高度約1万2,000km以下の領域で、電子の存在量が局所的に急増していたことを確認した。同時に、電子を加速する「コーラス波」と呼ばれる電磁波が強く発生し、周囲のプラズマ密度が極端に低下していたことも判明した。この環境によってコーラス波が電子を効率的に加速し、超高エネルギー電子を生み出したと考えられる。今回の発見は、安定していると考えられてきた地球近傍の宇宙空間が、巨大な宇宙嵐の際には危険な放射線の発生源となることを示す。人工衛星の故障リスク評価や、宇宙飛行士の安全確保に向けた宇宙天気予報の精度向上に貢献すると期待される。

巨大宇宙嵐で放射線帯の”破られない壁”が破られた!~鍵は内壁で生まれる超高エネルギー電子、「あらせ」衛星が初観測~

<関連情報>

2024年5月の巨大嵐の際に地球の不透過性バリア内部で発生する数MeV電子の局所的加速 Local Acceleration of Multi-MeV Electrons Inside Earth’s Impenetrable Barrier During the May 2024 Superstorm

Y. Miyoshi, S. Kurita, A. Shinbori, K. Yamamoto, C.-W. Jun, S. Matsuda, S. Saito, R. Kataoka, D. Wang, I. Shinohara, T. Takashima, T. Mitani, N. Higashio, A. Matsuoka, Y. Kasahara …
Geophysical Research Letters  published: 26 October 2026
DOI:https://doi.org/10.1029/2026GL125879

Abstract

The inner radiation belt (L* < 3) has long been considered an impenetrable barrier to ultra-relativistic electrons. Here we show that this barrier can be breached under extreme space weather conditions. Using continuous near-equatorial observations from the Arase satellite, we show that the May 2024 superstorm rapidly generated multi-MeV electrons deep inside the inner magnetosphere. Phase space density profiles reveal the development of a local maximum at L* ∼ 3, providing evidence that local in situ acceleration established multi-MeV electron source before supplying inward and outward radial diffusion. Simultaneous observations of intense chorus waves under a strongly depleted plasma region, maintained by enhanced convection and a negative ionospheric storm, are consistent with chorus-driven local acceleration. These findings demonstrate that local acceleration can establish a multi-MeV electron source inside the impenetrable barrier under extreme space weather conditions.

1702地球物理及び地球化学
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