Association between auroral breakups and oxygen ions in Earth's magnetotail

极光破裂与地球磁尾氧离子之间的关联

• 批准号: 21K03639
• 负责人: 家田 章正
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03639/
• 关键词: 酸素; オーロラ爆発; 電荷交換衝突; 電離圏; 磁気圏; 磁気圏尾部; 酸素イオン; 磁気再結合; プラズモイド

オーロラは大気の発光であり、地球では数時間に一度、爆発的に増光する。このオーロラ爆発は、地球磁気圏に蓄積した磁気エネルギーが、突発的に解放される過程の投影である。このエネルギー解放の機構は、磁力線をつなぎ替える磁気再結合であると考えられている。しかし、磁気再結合が発生しても、オーロラ爆発は必ずしも発達しないことが、応募者の研究でわかってきた。この不対応を理解するために本研究では、磁気圏プラズマの主成分である水素イオンに加え、水素イオンより質量が16倍も重い酸素イオンに着目する。本研究の目的は、地球磁気圏尾部の酸素イオンが磁気再結合・オーロラ爆発におよぼす影響を観測的に解明することである。本年度は、酸素原子と酸素原子イオンの衝突断面積について、量子的な微細構造効果の解明を行った。この場合の微細構造効果とは、エネルギー状態の異なる酸素原子の相対割合が温度によって異なるために、低温で衝突断面積が増大する効果を指す。酸素原子とそのイオンは、地球・金星・火星の電離圏を構成する主要な粒子種である。両粒子間の衝突は、衝突断面積モデルとして表現される。最近、教科書的なhigh-energyタイプのモデルでなく、wide-energyタイプのモデルが正しいことが示された。このwide-energyタイプのモデルの、有効な温度範囲は300-2000 K程度である。本研究で、カーブ軌道効果と微細構造効果を考慮することにより、関数フィットの基底関数を改良した。この結果、有効温度範囲は75-9000 Kと広がり、地球・金星・火星の電離圏に十分となった。

The earth is a few degrees in time, and the light of explosion increases. The process of explosion, accumulation of magnetic energy, and liberation of magnetic energy The liberation of the body, the magnetic line, the magnetic field and the combination of the two. The magnetic field is re-combined to form a new magnetic field. The magnetic field is re-combined to form a new magnetic field. The main component of the magnetic field is water, and the mass of water is 16 times that of acid. The purpose of this study is to clarify the effects of magnetic recombination on the magnetic tail of the earth. This year, we have made progress in understanding the effects of quantum fine structure on the collision area of acid atoms and acid atoms. In this case, the microstructure effect of different acid atoms in different states is indicated as the effect of increasing the conflict area at different temperatures. The main particle species are composed of the ionization circles of the earth, Venus and Mars. The collision between particles, the collision area, and the behavior of particles. Recently, textbooks have shown that high-energy and wide-energy sources are correct. The temperature range of this wide-energy source is 300-2000 K. In this study, the orbit effect is considered to improve the relationship between the orbit and the substrate. The result is that the temperature range is 75-9000 K. The ionization range of Earth, Venus and Mars is very high.

项目成果

地球電離圏の電荷交換衝突におけるカーブ軌道効果

地球电离层电荷交换碰撞中的弯曲轨道效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Yoshida Tatsuya;Terada Naoki;Ikoma Masahiro;Kuramoto Kiyoshi;家田章正
• 通讯作者: 家田章正

酸素原子のイオン-中性衝突断面積：電離圏温度での関数フィット

氧原子的离子中性碰撞截面：电离层温度下的函数拟合

• 发表时间: 2022
• 作者: Tetsu Anan;Thomas A. Schad;Reizaburo Kitai;Gabriel I. Dima;Sarah A. Jaeggli;Lucas A. Tarr;Manuel Collados;Carlos Dominguez-Tagle;and Lucia Kleint;家田章正
• 通讯作者: 家田章正

Curved Trajectory Effect on Charge‐Exchange Collision at Ionospheric Temperatures

• DOI: 10.1029/2021ja029612
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Space Physics
• 作者: A. Ieda