Investigation on characteristics of aurora precipitating electrons by comprehensive space and ground-based observations and numerical experiments in Scandinavia

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本研究は、脈動オーロラ (PsA)と呼ばれる、数キロ電子ボルト程度のエネルギーの電子が引き起こす数秒ごとに明滅するオーロラ発生時に、宇宙空間から数百キロ電子ボルトから数メガ電子ボルトに至る相対論的高エネルギー電子(EPP)が同時に降りこむという理論の検証を目的とする。本年度は、観測計画の検討と、数値シミュレーションの開発を実施した。観測計画の検討については、LAMP-2ロケット実験の提案書の準備、ならびにスウェーデン側との打合せを実施し、次年度以降の訪問計画についての議論を行った。また、数値シミュレーションについては、波動粒子相互作用によるEPPの計算およびオーロラ発光の計算を行うコードを用いて、プラズマ波動の強度変化がオーロラ発光に及ぼす影響に関してパラメータサーベイを行った。その結果、特定の状況においては、非線形波動粒子相互作用によるphase trappingという事象が発生することで降下電子フラックスの減少が発生し、その結果、PsAの輝度が減光する可能性があることが指摘された。この過程は、プラズマ波動の強度とオーロラの輝度の間においても非線形の関係が出現する可能性があるものを指摘するものであり、LAMP-2ロケット実験や、あらせ衛星と地上との連携観測によっても観測される可能性のあるものであり、今後の観測計画の立案にとって大きな結果を持つものである。また、光学観測の検討も進め、用いるカメラの特性や設置個所についての検討についても実施した。