[P-EM13] Dynamics of the Inner Magnetospheric System

[PEM13-10] ハイパースペクトルカメラ（HySCAI)による赤いオーロラのOI(¹D) とN₂1PGスペクトル
の観測

* 居田 克巳¹、吉沼 幹朗¹、海老原 祐輔² (1.核融合科学研究所、2.京都大学生存圏研究所)

キーワード：ハイパースペクトルカメラ、赤いオーロラ、N2 1PG、振動回転準位

オーロラ物理を研究するために、2次元（2D）オーロラ画像をフルスペクトルで提供できるオーロラ撮像用ハイパースペクトルカメラ（HySCAI）を開発した。HySCAIは、全天レンズ、モニターカメラ、ガルバノスキャナー、回折格子分光器、電子増倍電荷結合素子（EM-CCD）から構成されている。ガルバノスキャナは、分光器のスリット像を全天画像面上でスリットに垂直な方向に走査することができる。HySCAIには2つのグレーティングがあり、1つは500溝/mmで400-800 nmの広いスペクトルを2.1 nmのスペクトル分解能(FWHM)でカバーし、もう1つは1500溝/mmで0.73 nmの高いスペクトルを123 nmの狭いスペクトルでカバーすることができる。このシステムをスウェーデンのキルナにあるSSC（スウェーデン宇宙公社）のKEOPS（Kiruna Esrange Optical Platform Site）に設置した[1]。2023年の10 月に観測を開始し、630.0 nmと427.8 nmの発光線の強度比から電子の平均的振込みエネルギーを1.6keVと評価した[2]。

2025年1月1日17:30UTにKEOPSで明るいオーロラの極域拡大が観測された。明るいオーロラは〜17:35 UTにKEOPSの頭上に達し、赤みがかったオーロラが目立つようになった。赤色オーロラの出現は約50分間続いた。特にOI (1D) 630.0 nm線とN2 1PG分子の振動回転準位のバンド(8,5) 646.7 nm、(7,4) 654.5 nm、(6,3) 662.6 nm、(5,2) 670.1 nm、(4,1) 679.0 nm、(3,0) 687.6 nmのスペクトルの時間変化を調べた。17:36 UTから17:42 UTにかけて、OI (1D) 630.0nmのラインが大きく輝き、N2 1PGの強度は徐々に減少した。この間、N2 1PG 分子の振動回転準位の各バンドの比は一定ではなかった。(5,2) 670.1 nmの強度で規格化した比の時間変化を見ると、(4,1) 679.0 nmと(6,3) 662.6 nmはこの区間の直前に増加し、この区間の間に減少した。また、(5,2) 670.1 nmの強度で規格化した比率を見ると、(8,5) 646.7 nm、(7,4) 654.5 nm、(3,0) 687.6 nmの強度は、この区間の直前で減少し、この区間で増加している。この比率の時間変化は、N2 1PG発光領域のプラズマのパラメータが変化していることを示唆している[3]。

[1] Homepage https://projects.nifs.ac.jp/aurora/en/
[2] M.Yoshinuma, K.Ida, Y.Ebihara, Earth, Planets and Space 76 (2024) 96.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1052684
https://sj.jst.go.jp/news/202410/n1007-01k.html
[3] J.S. Morrill, and W.M. Benesch, J. Geophys. Res. 101 (1996) 261