国立極地研究所、早稲田大学、JAXA、茨城工業高等専門学校、名古屋大学、京都大学、金沢大学、電気通信大学などの研究者で構成される研究グループは、国際宇宙ステーション（ISS）に搭載された複数の観測装置と、ジオスペース探査衛星「あらせ」との同時観測データから、ISSで観測される「電子の豪雨」現象の原因がプラズマ波動であることを明らかにしたと発表した。
今回の成果は、ISSでの宇宙飛行士の船外活動のための宇宙天気予報、さらには、人工衛星の保護のための放射線帯の宇宙天気予報の精度向上にもつながると期待されるとしている。
高度400kmを周回するISSの「きぼう」日本実験棟船外実験プラットフォームには、高エネルギー電子・ガンマ線望遠鏡（CALET）、全天X線監視装置（MAXI）､宇宙環境計測ミッション装置（SEDA-AP）などの放射線計測装置が搭載されており、高エネルギー電子をはじめとする放射線を観測している。
同研究グループは、これらの装置のデータを用い、数分間にわたってエネルギーの高い電子が降り注ぐ「電子の豪雨」現象（相対論的電子降下現象；Relativistic Electron Precipitation現象、以下、REP現象）を発見。
さらに、船外活動を行う宇宙飛行士の被ばくにREP現象が及ぼす影響を見積もることに成功していたという。
この突発的な放射線量の増加現象を事前に予測するため、宇宙天気予報の精度向上が期待されるとともに、その発生機構の解明が求められてきたとのことだ。
これまでREP現象の原因は、その発生の時間的分布から、イオンの作るプラズマ波動（EMIC波動）ではないかと推測されてきた。
同研究では、あらせとISSが同じ磁力線上を通過した機会のうち、ISSでREP現象を観測した事例を選んで、ISSでの高エネルギー電子の測定結果と、あらせのプラズマ波動データの比較・解析を実施。
その結果、推測通り、EMIC波動が原因となって、ISSでのREP現象が発生していた事例が確認されたという。
さらにそれだけではなく、電子の作るプラズマ波動（コーラス波動、静電ホイッスラー波動）も原因となって、EMIC波動によるものとは高エネルギー電子の時間変化の傾向が異なるREP現象が発生していることも新たに明らかになった。
EMIC波動によるものでは準周期的に、コーラス波動によるものでは不規則に、静電ホイッスラー波動によるものではなめらかに、という電子の観測数の時間変化における傾向の差異は、時間分解能を高めたCALETのデータとMAXI、SEDA-APの連携観測から明らかになったものであるとしている。
なお、CALETとMAXIは元々、それぞれ一次宇宙線観測、天体物理学の観測を目的とした装置であるが、同研究では、本来の研究分野を大きく超えた連携観測によって、3種のプラズマ波動と時間変動パターンの異なるREP現象の原因解明のための糸口を掴んだとのことだ。
今回の研究により明らかになった「ISSでのREP現象の原因がプラズマ波動であること」は、比較的低い軌道（高度400km）を周回するISSでの宇宙飛行士を守るための宇宙天気予報と、静止軌道（高度36,000km）を周回する人工衛星を守るための宇宙天気予報が表裏一体であること、プラズマ波動を介して統一的に理解できることを示唆。
また、REP現象について、更に多くの観測例を得て、シミュレーションなど様々な方法での研究を通じ、この物理的メカニズムの更なる解明が期待されるという。
同研究チームは、今後、放射線帯での電子の消失やISSでの被ばく、脈動オーロラ、大気へのインパクトなど、多くの現象についての整合的、定量的な予測を目指し、研究を進めるとしている。