Effects of dust storm and atmospheric waves on Martian atmospheric escape

沙尘暴和大气波对火星大气逃逸的影响

• 批准号: 21K20387
• 负责人: 益永 圭
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-08-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K20387/
• 关键词: 火星; ひさき; ダストストーム; 大気波動; MAVEN; 電離圏; 超高層大気; 大気流出

現在の火星は寒冷かつ乾燥した気候で、表面に液体の水は存在していない。しかし、近年の探査で得られた地形的特徴から、過去の火星は温暖で表面に液体の水が存在したと考えられている。これまで、過去に存在した水を除去する機構の一つとして大気の宇宙空間への流出が重要視され、太陽風が駆動する大気流出機構についての理解が進んできた。一方、近年の観測により、火星超高層大気の動力学はダストストームや大気波動という下層大気で発生する現象と大きく関連していることがわかってきた。そのため、火星からの大気流出機構を理解するためには、太陽風の影響だけでなく、下層大気からの影響を調べることも必須である。本研究はひさき宇宙望遠鏡および複数の火星探査機の観測データを用い、ダストストームや大気波動が火星超高層大気成分の総量、分布、流出量へ及ぼす影響を調べる。これにより、ダストストーム及び大気波動が火星の大気流出へ果たす役割を解明する。まず、今年度は投稿中であった論文（ひさき衛星がダストストーム中に観測した火星超高層大気中の水素原子と酸素原子の総量の周期変動と下層大気中の大気波動の関連性を示唆する論文）が国際学術誌Nature Communicationsに受理され、出版された。これに加え、ひさき衛星の火星観測と同時期の火星探査機MAVENのイオン質量分析器のデータを解析し、下層大気で発生するダストストームや大気波動の電離圏への影響を調べた。その結果、電離圏中のプラズマにも大気波動と類似した特徴的周期性が現れることがわかった。これは火星熱圏中の二酸化炭素分子や酸素原子などが周期的な化学反応によって生成・消失する効果が電離圏プラズマの生成・消失にも影響が及んでいることを示唆している。本研究内容は論文としてまとめ、現在投稿準備中である。

At present, <s:1> Mars is cold, <s:1> dry, <s:1> た with で climate で, surface に liquid, <s:1> water <e:1> and <s:1> て な な. し か し, in recent years, の peering into で ら れ た terrain of 徴 か ら, past の Mars は warm で surface に liquid の が water exists し た と exam え ら れ て い る. こ れ ま で, past に し た を water to remove す る agency の a つ と し て big 気 の space へ の outflow が important visual さ れ, solar wind が 駆 dynamic す る big institutions 気 outflow に つ い て の understand が into ん で き た. Side, in recent years, の 観 measuring に よ り, Mars super-tall 気 の dynamics は ダ ス ト ス ト ー ム や big fluctuations 気 と い う lower big 気 で 発 raw す る phenomenon と big き く masato even し て い る こ と が わ か っ て き た. そ の た め, Mars か ら の big institutions 気 outflow を understand す る た め に は, solar wind の だ け で な く, lower 気 か ら の influence を adjustable べ る こ と も must で あ る. This study は ひ さ き space telescope お よ び plural の Mars probe machine の 観 measuring デ ー タ を い, ダ ス ト ス ト ー ム や big fluctuations 気 が Mars super-tall 気 composition の 総 quantity, distribution, outflow へ and ぼ す influence を adjustable べ る. こ れ に よ り, ダ ス ト ス ト ー ム and び big fluctuations 気 が Mars の 気 outflow へ fruit た す "を cut interpret す る. ま ず, contribute our は "で あ っ た paper (ひ さ き satellite が ダ ス ト ス ト ー ム in に 観 measuring し た Mars super-tall big 気 の water element of と acid element atoms の 総 dynamic と の cycle - the lower amount of large 気 の big fluctuations 気 の masato even sex を in stopping す る paper) が international academic Nature Communicationsに accepts され and publishes された. こ れ に え, ひ さ き satellite の Mars と 観 test at the same time の Mars probe machine MAVEN の イ オ ン quality analyzer の デ ー タ を parsing し, lower 気 で 発 raw す る ダ ス ト ス ト ー ム や big fluctuations 気 の ionization sha-lu へ の influence を adjustable べ た. そ の results, ionization in sha-lu の プ ラ ズ マ に も big fluctuations 気 と similar し た 徴 of periodic が now れ る こ と が わ か っ た. こ れ は Mars hot in sha-lu の acidification carbon molecules や acid element atoms な ど が cycle な chemical anti 応 に よ っ て generated, disappear す る unseen fruit が ionization sha-lu プ ラ ズ マ の generated, disappear に も influence が and ん で い る こ と を in stopping し て い る. The content of this research is a と paper と てまとめ, and it is now being prepared for submission である.

项目成果

Mars's atmospheric escape and its interaction with Martian moons

火星的大气逃逸及其与火星卫星的相互作用

• 发表时间: 2023
• 作者: Hiroyuki Tako Ishikawa;Hajime Kawahara;Yui Kawashima;Kento Masuda;Takayuki Kotani;Teruyuki Hirano;Masayuki Kuzuhara;Stevanus K. Nugroho;Kei Masunaga
• 通讯作者: Kei Masunaga

Seasonal and Dust‐Related Variations in the Dayside Thermospheric and Ionospheric Compositions of Mars Observed by MAVEN/NGIMS

• DOI: 10.1029/2021je006926
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Planets
• 作者: N. Yoshida;N. Terada;H. Nakagawa;D. Brain;S. Sakai;Y. Nakamura;M. Benna;K. Masunaga

「ひさき」衛星が観た砂嵐による火星上層大気の変化 ー火星生命環境への示唆―

久崎卫星观测到的沙尘暴导致的火星高层大气变化 - 对火星生命环境的影响 -

Hisaki space telescope observations of the large oscillations of Martian hydrogen and oxygen upper atmospheres

久崎太空望远镜观测火星上层大气氢和氧的大振荡

• 发表时间: 2023
• 作者: K. Masunaga;N. Terada;N. Yoshida;Y. Nakamura;T. Kuroda;H. Nakagawa;K. Yoshioka;Y. Suzuki;T. Kimura;F. Tsuchiya;G. Murakami;A. Yamazaki;T. Usui;and I. Yoshikawa
• 通讯作者: and I. Yoshikawa

火星ダストストーム発達中における水素および酸素大気光の周期変動

火星沙尘暴发展过程中氢和氧气辉的周期性变化

• 发表时间: 2021
• 作者: 益永 圭;寺田 直樹;吉田 奈央;黒田 剛史;吉岡 和夫;木村 智樹;土屋 史紀;村上 豪;山崎 敦;吉川 一朗
• 通讯作者: 吉川 一朗