ジオスペース可視化への挑戦: ジオスペースX線撮像シミュレーション

地理空间可视化的挑战：地理空间 X 射线成像模拟

基本信息

批准号：
20K20945
负责人：
三好由純
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20945/
关键词：
ジオスペース撮像 X線太陽風磁気圏相互作用シミュレーション

项目摘要

地球周辺の宇宙空間であるジオスペースは、太陽風と地球磁場との相互作用によって形成されており、磁気圏や電離圏などのプラズマ領域から構成されている。従来、ジオスペースは人工衛星の「その場」での観測によって研究が進められてきた。しかし、他の天体とは異なり、ジオスペースを可視化するための手段が知られていなかったため、ジオスペースの全体像を可視化することは不可能と考えられてきた。しかし、太陽風に含まれている多価の酸素イオンが地球の外圏大気（ジオコロナ）と電荷交換反応を行う際に放射されるX線が発見され、そのX線撮像を通したジオスペース撮像に向けた人工衛星計画等が進んでいる。本研究では、このX線によるジオスペースの可視化を実現する可能性を追求し、その定量的な評価を行うために、独自の電磁流体力学計算にもとづくジオスペース全体のシミュレーションを実施した。さらにジオコロナのモデルと組み合わせた計算によって、O7+イオンがジオコロナと電荷交換反応を起こす際に放射されるX線の計算を行った。その結果、昼側磁気圏シース領域で強いX線の放射が確認され、このX線放射を観測することで昼側磁気圏の可視化が可能であることが示された。さらに、太陽風のプラズマβが低い場合には、このX線放射が、昼側のリコネクション領域からのプラズマフローの運動を反映していることが明らかになり、将来、昼側磁気圏のリコネクション領域の撮像が可能になる可能性が指摘された。これらの結果は学会、ならびに学術雑誌（Matsumoto and Miyoshi, Geophs. Res. Lett., 2022)で報告された。

地理空间是地球周围的外太空，是由太阳风与地球磁场之间的相互作用形成的，由等离子体区域（例如磁层和电离层）组成。传统上，地上是通过对卫星的“原位”观察研究的。但是，与其他天体不同，没有可视化地域的已知手段，因此被认为不可能可视化地理空间的整体形象。然而，当太阳风中包含的多价氧离子与地球外球大气（Geocorona）（Geocorona）进行了电荷交换反应时，发出的X射线已被发现，并且正在通过X射线成像进行卫星程序以进行地理图像成像。在这项研究中，我们追求了使用X射线实现地理空间的这种可视化的可能性，为了定量评估它，我们基于我们自己的电磁流体动力计算进行了对整个GeoSpace的模拟。此外，与Geocorona模型一起进行计算以计算O7+离子与Geocorona进行电荷交换反应时发出的X射线。结果，在白天磁层护套区域中确认了强X射线辐射，并且显示出观察到这种X射线辐射可以可视化白天磁层。此外，当太阳风的等离子体β低时，已经发现，这种X射线辐射反映了白天重新连接区域的等离子体流动的运动，并且已经指出，可以在未来的白天磁圈的重新连接区域进行图像。这些结果在学术社会和学术期刊（Matsumoto and Miyoshi，Geophs。Res。Lett。，2022）中进行了报道。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

GEO-X (GEOspace x-ray imager)

GEO-X（GEOspace X 射线成像仪）

DOI：
10.1117/12.2629107
发表时间：
2022
期刊：
SPIE
影响因子：
0
作者：
Ezoe Yuichiro;Funase Ryu;Nagata Harunori;Miyoshi Yoshizumi;Nakajima Hiroshi;Mitsuishi Ikuyuki;Ishikawa Kumi;Kawabata Yosuke;Nakajima Shintaro;Kamps Landon;Numazawa Masaki;Yoneyama Tomokage;Hagino Kouichi;Matsumoto Yosuke;Hosokawa Keisuke;Kasahara Satoshi
通讯作者：
Kasahara Satoshi

Soft X‐Ray Imaging of Magnetopause Reconnection Outflows Under Low Plasma Beta Solar Wind Conditions

低等离子体 Beta 太阳风条件下磁顶重联流出的软 X 射线成像

DOI：
10.1029/2022gl101037
发表时间：
2022
期刊：
Geophysical Research Letters
影响因子：
5.2
作者：
Matsumoto Yosuke;Miyoshi Yoshizumi
通讯作者：
Miyoshi Yoshizumi

Numerical modeling of soft X-ray emission around the magnetosphere under various solar wind conditions

各种太阳风条件下磁层周围软X射线发射的数值模拟

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
南條壮汰;穂積裕太;細川敬祐;片岡龍峰;三好由純;大山伸一郎;尾崎光紀;塩川和夫;栗田怜;勝田哲ほか;藤谷渉，川崎教行，永島一秀，圦本尚義，はやぶさ２初期分析化学分析チーム，はやぶさ２初期分析コアメンバー;Yosuke Matsumoto and Yoshizumi Miyoshi
通讯作者：
Yosuke Matsumoto and Yoshizumi Miyoshi

GEO-Xミッションに向けた磁気圏グローバルMHDシミュレーションモデルの開発

为GEO-X任务开发磁层全球MHD模拟模型

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
松本洋介;三好由純
通讯作者：
三好由純

Soft-X ray emissions from Geospace: Possible science objectives of GEO-X

地球空间的软 X 射线发射：GEO-X 可能的科学目标

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
三好由純;松本洋介;江副祐一郎
通讯作者：
江副祐一郎

DOI：
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作者：
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三好由純其他文献

インド文化事典編集員会『インド文化事典（認可学校と無認可学校を担当）』144-145頁。

印度文化词典编辑委员会，《印度文化词典（负责有执照和无执照的学校）》，第144-145页。

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
山田晴仁;三好由純;栗田怜;齊藤慎司;町田忍,片岡龍峰;福田陽子;海老原祐輔;尾崎光紀浅村和史;Hampton Donald,;小原優貴
通讯作者：
小原優貴

A characterization of nilpotent orbit closures among symplectic singularities

辛奇点间幂零轨道闭包的表征

DOI：
10.1007/s00208-017-1572-9
发表时间：
2018
期刊：
Math. Ann
影响因子：
0
作者：
田中良昌;西山尚典;門倉昭;尾崎光紀;三好由純;大山伸一郎;片岡龍峰;堤雅基;西村耕司;佐藤薫;笠原禎也;熊本篤志;土屋史紀;吹澤瑞貴;疋島充;松田昇也;松岡彩子;篠原育;能勢正仁;長妻努;篠原学;藤本晶子;寺本万里子;野村麗子;行松彰;細川敬祐;小路真史;Ralph Latteck;Y. Namikawa
通讯作者：
Y. Namikawa