自然科学研究機構 国立天文台

KAGRAの環境モニターが捉えたトンガの海底火山噴火

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トンガの海底火山の噴火がKAGRAにもたらした振動
トンガの海底火山の噴火がKAGRAにもたらした振動(中央の波形)。(クレジット:JMA, NOAA/NESDIS, CSU/CIRA, KAGRA collaboration)

大型低温重力波望遠鏡KAGRA(かぐら)は、微小な空間の伸び縮みを測定することで重力波を観測します。非常に微弱な重力波の信号を捉えるためには、ありとあらゆる雑音を減らさなければなりません。その中でも、周囲の地面の振動や音といった環境に起因する雑音を監視して重力波信号と区別するため、KAGRAの地下実験施設や神岡地上では、地震計や気圧計、空振計、磁力計など、多種多様なセンサーが動いています。

2022年1月15日13時14分45秒(日本時)、南太平洋の島国・トンガに属する海底火山「フンガトンガ・フンガハアパイ」が噴火し、甚大な被害を現地にもたらしました。この噴火の影響は日本にも及び、津波で船が転覆するなどの被害が出ました。

この噴火に起因する振動が、KAGRAの環境モニターでも検出されたのです。振動は8000キロメートル以上離れた神岡でも、大気を伝わった衝撃波、地球を揺らした地震波、そして電磁波として観測され、地上だけでなくKAGRAが設置されている地下トンネルでも明瞭に確認されました。

今回検出された貴重なデータを詳細に解析することで、地上からの雑音を地下施設によってどの程度削減できるのかの評価につながると期待され、研究が進められています。また、このようにさまざまな種類の振動を高い精度で同時に観測できる施設は世界的にも珍しく、地球物理学や気象学、防災分野にとっても有用になると考えられます。

現在KAGRAは次期観測に向けた装置のアップグレードを行っているため、今回の噴火による重力波観測への影響はありませんでした。

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