超高高度オーロラ電子加速域の特性と生成機構の解明

超高空极光电子加速区特征及产生机制阐明

• 批准号: 21K13977
• 负责人: 今城 峻
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13977/
• 关键词: オーロラ粒子加速領域; 沿磁力線電流; 準静電的平行電場; 高高度衛星観測; 降り込み電子観測; 静電波; 高エネルギーイオン流出

令和4年度は(1)オーロラ加速領域の赤道面投影点付近でどういった兆候がみられるかを示したイベント解析例の論文化、(2)高高度で観測される単一エネルギー的な電子の降込が観測されたイベントの収集、 (3)そのうち特に条件の良かったポテンシャル加速的電子降込の1例の総合的解析、を行った。去年度より進めていた(1)は、あらせ衛星が内部磁気圏の比較的赤道に近い位置で下側の加速域の兆候のあるイベントに関して詳細に調べた。この結果は2022年5月にGeophysical Research Letter誌で出版された(doi: 10.1029/2022GL098105)。(2)では高高度のオーロラ電子加速イベントを高度4地球半径以上でかつ単一エネルギー的で磁力線方向(ピッチ角5度以内)の高角度分解能電子データで降り込みが観測されたイベントを5例同定した。内1例は継続時間が10分程度と長く、明瞭な位相空間密度のピークをしめす典型的なポテンシャル加速的分布であり、この例(2017年9月16日5時50分~6時00分UT)を詳細に調べた。高度約5Reという高い高度におけるロスコーン幅とその内側の正味フラックスの初めて定量的に推定することに成功し、観測された磁場の変動の仕方や典型的なオーロラアーク上空の電流密度と整合的な結果が得られた。加速された電子の異方性から、加速領域の上部境界の高さは衛星の上方約2Reと推定された。また、短時間の磁場の変動で示される薄い沿磁力線電流を持つサブ秒スケールの静電波も観測された。この静電波は、超高高度での電気二重層の形成により発生し伝播したものと考えられる。これらの結果は2022年度SPGESS秋学会にて発表を行っている。

Make and 4 year は (1) オ ー ロ ラ の equator plane projection point acceleration field pay close で ど う い っ た trillion hou が み ら れ る か を shown し た イ ベ ン ト parsing example の theory of culture, (2) the high altitude で 観 measuring さ れ る 単 a エ ネ ル ギ ー な electronic の drop 込 が 観 measuring さ れ た イ ベ ン ト の 収 set, (3) そ の う ち に conditions especially good の か っ た ポ テ ン シ ャ ル accelerated electrons drop 込 の 1 case の 総 parsing, line を っ た. Got nowhere よ り into め て い た (1) は, あ ら せ internal magnetic satellite が 気 sha-lu の comparison に near the equator い position で underside の accelerate domain の trillion hou の あ る イ ベ ン ト に masato し て detailed に adjustable べ た. <s:1> the results are で May 2022 にGeophysical Research Letter で publication された(doi: 10.1029/2022GL098105). (2) で は high altitude の オ ー ロ ラ electron acceleration イ ベ ン ト を height more than 4 earth radius で か つ 単 a エ ネ ル ギ ー で lines of force direction (ピ ッ チ) within 5 degrees Angle の high Angle can decompose electronic デ ー タ で drop り 込 み が 観 measuring さ れ た イ ベ ン ト を in 5 cases with fixed し た. In 1 case は 継 続 が 10 degree と long く, clear な phase space density の ピ ー ク を し め す typical な ポ テ ン シ ャ ル acceleration distribution で あ り, こ の cases (50 points by September 16, 2017, 5 ~ 6 00 UT) を detailed に adjustable べ た. High level 5 re と い う い highly に お け る ロ ス コ ー ン picture と そ の is の inside flavour フ ラ ッ ク ス の early め て quantitative に presumption す る こ と に し success, 観 さ れ の た magnetic field - move の shi fang や typical な オ ー ロ ラ ア ー ク の over the result of current density と integrated な が ら れ た. Accelerate された electron <s:1> anisotropic ら, accelerate the upper boundary of the domain <s:1> high さ above the satellite <e:1> about 2Reと presumption された. Youdaoplaceholder0, a short-term <s:1> magnetic field <e:1> change で indicates a される thin <s:1> current along the magnetic field lines を, and holds it for <s:1> サブ seconds. Youdaoplaceholder5 <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> electromagnetic waves 観 観 measure された. The <s:1> <s:1> static radio waves and the ultra-high altitude で <s:1> electrical double layer <e:1> form によ によ, <s:1> are generated, 伝 are broadcast, <s:1> た, <s:1> と are examined, えられる. The results of the 2022 SPGESS autumn Society にて were released at を and って る る.

项目成果

Geomagnetic Activity Dependence of High-Altitude Upflowing Ion Beam Observed by the Arase Satellite

Arase卫星观测到的高空上流离子束的地磁活动依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: Shun Imajo;Yoshizumi Miyoshi;Kazushi Asamura;Iku Shinohara;Masahito Nos;Kazuo Shiokawa;Ayako Matsuoka;Tomoaki Hori;and Mariko Teramoto
• 通讯作者: and Mariko Teramoto

Deflection of upflowing ion beams by a converging electric field in the auroral flux tube: Alternative explanation for mass-dependent beam width

极光通量管中的会聚电场使上流离子束偏转：质量相关束宽的另一种解释

• 发表时间: 2021
• 作者: Imajo;M.,M. Nose;M. Aida;H. Matsumoto;N. Higashio;T. Tokunaga;and A. Matsuoka;今城 峻;今城 峻;今城 峻;Shun Imajo;今城 峻;Shun Imajo;Shun Imajo
• 通讯作者: Shun Imajo

Precipitation of auroral electrons accelerated from very high altitude: Arase satellite observations

极光电子的降水从非常高的高度加速：Arase卫星观测

• 发表时间: 2022
• 作者: Imajo;M.,M. Nose;M. Aida;H. Matsumoto;N. Higashio;T. Tokunaga;and A. Matsuoka;今城 峻;今城 峻;今城 峻
• 通讯作者: 今城 峻

Signal and Noise Separation From Satellite Magnetic Field Data Through Independent Component Analysis: Prospect of Magnetic Measurements Without Boom and Noise Source Information

• DOI: 10.1029/2020ja028790
• 发表时间: 2021-05-01
• 期刊: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Imajo, S.;Nose, M.;Matsuoka, A.
• 通讯作者: Matsuoka, A.

Deflection of upflowing ion beams by a converging electric field in very-high altitude auroral flux tube

极高空极光通量管中会聚电场使上流离子束偏转

• 发表时间: 2021
• 作者: Imajo;M.,M. Nose;M. Aida;H. Matsumoto;N. Higashio;T. Tokunaga;and A. Matsuoka;今城 峻;今城 峻;今城 峻;Shun Imajo;今城 峻;Shun Imajo
• 通讯作者: Shun Imajo