国立極地研究所（極地研）らは，オーロラ爆発の際，宇宙空間のヴァン・アレン帯（宇宙空間の中で、高エネルギーの電子が地球の磁場に捉えられているドーナツ状の領域）から地球に降り注ぐ高いエネルギーの電子の数が急増し，上空65km付近という比較的低い高度の大気を電離させていることを，昭和基地の大型大気レーダー「PANSYレーダー」とジオスペース探査衛星「あらせ」（ERG衛星）での観測から明らかにした（ニュースリリース）。
オーロラが急激に明るく光る「オーロラ爆発」と呼ばれる現象が南極・昭和基地上空で世界時2017年6月30日22時20分から約5分間にわたって発生した。このとき，オーロラよりもはるかに低い65km高度で通常は電離しない高度の大気が，オーロラの光る高度と同様に電離していたことが確認された。
宇宙空間から降ってきてオーロラを光らせる数keVの電子は高度100km付近の大気を電離させて止まるが，そのとき発生するX線は，オーロラよりも低高度の大気を電離させることが知られている。したがって，PANSYレーダーの観測結果の解釈として，「オーロラ爆発の際にオーロラX線が大量に増えた」という可能性が考えられた。一方で，「ヴァン・アレン帯電子が，オーロラ爆発と同時に大量に降ってきた結果」という可能性も考えられた。
今回，研究グループは，電子が大気に入射した際に発生するX線や大気電離を計算できるモンテカルロ型シミュレーション「PHITS」によって，オーロラX線とヴァン・アレン帯電子の両者が引き起こす電離度を見積もり，研究を行なった。
その結果，高度65km付近ではオーロラX線による電離はわずかであり，電離のほとんどはあらせ衛星で観測されたヴァン・アレン帯電子の大量降下のために起こったことが明らかになった。このシミュレーション結果は，昭和基地に導入されているオーロラカメラやリオメータ等の様々な観測装置のデータとも整合的であり，どのくらい高いエネルギーの電子が宇宙から大気へ降り込んでいたかが確実に推定できた。
また，ヴァン・アレン帯電子の流入は，オーロラ爆発の数時間後に発生する脈動オーロラ（オーロラの一形態。ぼんやりとしたパッチ的な形状で、数秒間に1回明滅する）の時に起こることが知られていたが，今回，オーロラ爆発の直後にも起こりうることが判明した。
なぜその限られた時間だけヴァン・アレン帯電子が大気まで落ちてくるための道が開通するのか，という具体的な仕組みは明らかになっていない。研究グループは，今後，先端的なシミュレーション研究や「あらせ」等による宇宙空間の直接観測データの詳細な分析など，さらなる研究が必要としている。
