磁気圏低緯度境界でのプラズマ輸送と冷たいプラズマシート

太陽風磁場(IMF)が北向きの極性を持ちそれが長時間持続する場合、磁気圏尾部プラズマシ一トの特性は通常の場合と様相が異なるものとなることがわかってきた。プラズマシ一トを構成するプラズマについては、太陽風プラズマが磁気圏昼側と磁気圏遠尾部(地心距離で100地球半径)での磁力線つなぎ替えを介して地球近くまでやってくること、そしてその道程で加熱を受けることで通常見られるような熱くて薄い(hot and teneous)状態が達成される、と理解されている。ところが、北向きIMFが持続する場合、これとは異なり冷たく濃い(cold and dense)状態が発現する。これを説明する我々の仮説は、北向きIMFの下では通常の磁気圏対流とは異なり近地球部の低緯度磁気圏境界(磁気圏尾部の脇腹にあたる部分:LLBL)から太陽風プラズマが冷たいまま直接注入されている、というものである。この仮説の検証を行なうため、典型的な事例を3個の科学衛星による同時観測データを解析した。この事例(1995年2月10〜11日)では、12時間以上にわたってIMFが北向きであり(WIND衛星データ)、その最中に磁気圏尾部中心軸付近でプラズマシ一ト中にあったGeotail衛星は、プラズマシートの温度・密度が通常値から冷たく濃い状態に変化するのを確認した。仮説検証のためには、この時のLLBL(尾部中心軸から遠く離れた脇腹の部分)の状態を知る必要があるが、これが磁力線に沿って地球付近の低高度にマップされることから、極軌道で地球を周回する「あけぼの」衛星のデータから推測することができる。その結果は我々の仮説を支持するものであった。

太陽風磁場(IMF)が北向きの極性を持ちそれが長時間持続する場合、磁気圏尾部プラズマシ一トの特性は通常の場合と様相が異なるものとなることがわかってきた。プラズマシ一トを構成するプラズマについては、太陽風プラズマが磁気圏昼側と磁気圏遠尾部(地心距離で100地球半径)での磁力線つなぎ替えを介して地球近くまでやってくること、そしてその道程で加熱を受けることで通常見られるような熱くて薄い(hot and teneous)状態が達成される、と理解されている。ところが、北向きIMFが持続する場合、これとは異なり冷たく濃い(cold and dense)状態が発現する。これを説明する我々の仮説は、北向きIMFの下では通常の磁気圏対流とは異なり近地球部の低緯度磁気圏境界(磁気圏尾部の脇腹にあたる部分:LLBL)から太陽風プラズマが冷たいまま直接注入されている、というものである。この仮説の検証を行なうため、典型的な事例を3個の科学衛星による同時観測データを解析した。この事例(1995年2月10〜11日)では、12時間以上にわたってIMFが北向きであり(WIND衛星データ)、その最中に磁気圏尾部中心軸付近でプラズマシ一ト中にあったGeotail衛星は、プラズマシートの温度・密度が通常値から冷たく濃い状態に変化するのを確認した。仮説検証のためには、この時のLLBL(尾部中心軸から遠く離れた脇腹の部分)の状態を知る必要があるが、これが磁力線に沿って地球付近の低高度にマップされることから、極軌道で地球を周回する「あけぼの」衛星のデータから推測することができる。その結果は我々の仮説を支持するものであった。