先月、ハリケーン・ヘレンがアメリカ南東部を襲い、広範囲にわたる停電と壊滅的な洪水を引き起こしました。しかし、NOAAの最新データによると、このスーパーストームは地球の大気圏にも衝撃波を発生させました。
国際宇宙ステーションに搭載された大気波観測装置（AWE）は、ハリケーン・ヘレンの重力波の画像を撮影し、機器の性能とハリケーンの強さの両方を示しました。
重力波は、地球上の多くの自然現象（そしてしばしば激しい現象）を引き起こす大気の波紋です。雷雨や竜巻から津波や火山噴火まで、あらゆる現象が大気波を発生させます。大気の重力波を研究することで、科学者は地球の気象が宇宙天気に及ぼす影響を解明することができます。宇宙天気は、低軌道上の機器やそれを超える通信に支障をきたす可能性があります。
ハリケーン・ヘレンは、AWEの大気重力波検知能力を検証する絶好の機会となりました。このハリケーンは9月下旬、風速140マイル（時速225キロメートル）を超えるカテゴリー4の嵐としてフロリダ州ビッグベンドを直撃しました。ヘレンは、米国南東部全域で数百万人の住民に電力を供給し、テネシー州とノースカロライナ州西部を中心に内陸部を洪水で壊滅させました。嵐の直後に公開された衛星画像は、停電した地域と上空からの嵐による激しい雷雨を明らかにしました。
新たに公開されたデータは、ハリケーンが嵐の雲のはるか上空の大気圏上空で重力波を発生させたことを示しています。念のため明確にしておくと、重力波は、干渉計やパルサータイミングアレイによって測定される時空の擾乱である重力波とは異なります。重力波は地球（そして私たち自身も含め、地球上のあらゆるもの）を通過しますが、大気のさざ波よりもはるかに微細で、ハリケーンよりもはるかに大きな発生源によって発生します。
データ中の波は、赤、黄、緑に人工的に色付けされており（下図参照）、地球の中間圏（地表から50～85キロメートル上空に広がる大気圏）の大気光によって生成される赤外線波長の輝度差を反映しています。AWEによる重力波の観測画像は、昨年11月に打ち上げられ、国際宇宙ステーションに搭載されているこの観測装置から初めて公開された画像の一つです。これらの画像は、ハリケーンが地球の大気に与える影響を研究するAWEの能力を裏付けています。
「池の一滴の水の輪が広がるように、ヘレンからの円形の波がフロリダ北西部の海岸から西に向かってうねっているのが見られる」とユタ州立大学のAWE主任研究員ルドガー・シェルリエス氏はNASAの発表で述べた。
自然災害は壊滅的な影響をもたらし、その多くは目に見えて明らかです。しかし、気づかれないままに終わる影響も存在します。例えば、2022年に発生したフンガ・トンガ・フンガ・ハアパイ火山の巨大噴火は、1937年に理論化されていたものの、2年前まで存在が証明されていなかった一種の気圧波を発生させました。つい先週、研究チームは、この噴火に先立って、これまで検知されていなかった地震波が数百マイル離れた観測所で検知されたことを発見しました。これは、緊急事態対策システムがこうした壊滅的な事象に対して、より一層の備えができることを改めて示しています。
ハリケーンや火山噴火に伴う異常気象だけでなく、通常の雷雨にも秘密が潜んでいます。先月、ある科学者チームは熱帯地方の雷雨が新たに特定された種類のガンマ線を放出していることを発見し、雷雨に伴う閃光と光の間に潜在的な関連性があることを示しました。
