地球型惑星の比較に基づく惑星大気・宇宙環境に固有磁場強度が与える影響に関する研究

基于类地行星对比的本征磁场强度对行星大气和空间环境的影响研究

• 批准号: 20H00192
• 负责人: 関 華奈子
• 金额: $ 28.45万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00192/
• 关键词: 惑星大気進化; 宇宙環境; 固有磁場; ハビタブル惑星; 大気散逸; 内部磁気圏

本研究は、大気を持つ地球型惑星の比較に基づき、惑星大気・宇宙環境の理解に向けた２つの重要な要素（宇宙空間への大気散逸と内部磁気圏の形成）に、固有磁場強度が与える影響を解明することを目的としている。そのために、独自の多成分MHDモデルと内部磁気圏モデルを観測との比較を通して改良するとともに、多流体MHDモデルを新たに開発する。開発したモデルを用いて３つの主要課題(1.大気散逸の質量依存性、2.内部磁気圏形成の影響、3. 固有磁場強度による大気散逸機構の変化)を系統的に整理し、固有磁場強度が惑星大気・宇宙環境に与える影響を明らかにすることを目的としている。以下では2021年度の主な成果を報告する。・FAST衛星による観測データの統計解析に基づき、電子降り込みやプラズマ波動によるエネルギーインプットに、電離圏からのイオン流出がどのように応答するかを調べ、太陽天頂角依存性を明らかにするとともに、モデルの境界条件としても使用可能な経験モデルを構築した。・地球内部磁気圏における「あらせ」衛星による異なるイオン種(H+, He++, He+. O++, O+)の観測データ解析から、磁気圏尾部での磁場形状の双極子化に伴って、荷数の低い重イオンが選択的に加熱されることを明らかにした。・火星大気への太陽高エネルギー粒子の降り込みによるオーロラ発光のモデル研究により、従来考えられていた電子だけではなく陽子の降り込みが火星diffuseオーロラに寄与することが示された。・太陽風ー非磁化惑星相互作用による大気散逸研究を進めるための多流体MHDモデル、および、火星・金星型のCO2大気に応用可能な熱圏モデルの両方の開発に着手し、初期結果を得た。

This study aims to clarify the relationship between the intrinsic magnetic field strength and the influence of the two important factors in the understanding of the cosmic environment (outer space dispersion and internal magnetic field formation). Multi-component MHD, multi-component MHD 3. Main problems of development and application (1. Mass dependence of large gas dispersion, 2. Influence of internal magnetic field formation, 3. Natural magnetic field strength, large dispersion mechanism, and system organization, natural magnetic field strength, large star, and cosmic environment influence, and purpose. The following is a report on the main achievements of 2021. FAST satellite measurement data statistical analysis basis, electronic drop, ratio, generation, ionization, outflow, adjustment, solar zenith angle dependence, boundary conditions, use of possible data construction Earth's internal magnetic field is divided into two categories: H+, He++, He+. O++, O+) measurement data analysis, magnetic field tail shape of the dipole, charge number and low weight of the selected heating, light to light. The Sun's high altitude particles of Mars are reflected in the center of the Sun's atmosphere. A study of large gas emissions from solar wind and non-magnetized star interactions has been carried out and preliminary results obtained for the development of multi-fluid MHD systems for CO2 emissions of the Mars and Venus type.

项目成果

Preferential Energization of Lower‐Charge‐State Heavier Ions in the Near‐Earth Magnetotail

近地磁尾中低电荷态重离子的优先赋能

• DOI: 10.1029/2021ja029786
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Space Physics
• 作者: Keika K.;Kasahara S.;Yokota S.;Hoshino M.;Seki K.;Amano T.;Kistler L. M.;Nos? M.;Miyoshi Y.;Hori T.;Shinohara I.
• 通讯作者: Shinohara I.

高調波スペクトルをもつトロイダルULF波動の発生の支配要因：あらせ衛星データの統計解析

谐波谱环形 ULF 波产生的控制因素：Arase 卫星数据的统计分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Nakanishi Ryo;Ashi Juichiro;Miyairi Yosuke;Yokoyama Yusuke;山本 和弘
• 通讯作者: 山本 和弘

Modeling diffuse auroral emissions at Mars: Contribution of precipitating protons and mirror effects of crustal fields

模拟火星漫射极光发射：沉淀质子的贡献和地壳场的镜像效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Shibuya Takazo;Takai Ken;中村勇貴
• 通讯作者: 中村勇貴

CIR- and CME-driven magnetic storm effects on ion upflows in the low-altitude polar ionosphere

CIR 和 CME 驱动的磁暴对低空极地电离层离子上流的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaneko;K.;Sekine;Y.;Shibuya;T.;Ueda;H.;Noda;N.;高田 雅康
• 通讯作者: 高田 雅康

Study of the excitation mechanism of internally driven ULF waves by the drift-bounce resonance with ring current ions based on the Magnetosphere-Ionosphere coupled model

基于磁层-电离层耦合模型的环流离子漂移弹跳共振内驱动超低频波激发机制研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomotsugu Yamakawa;Kanako Seki;Takanobu Amano;Naoko Takahashi;Yoshizumi Miyoshi;and Aoi Nakamizo
• 通讯作者: and Aoi Nakamizo