GEOTAIL衛星搭載プラズマ波動観測装置による地球磁気圏構造の研究

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GEOTAILプラズマ波動測定器のスペクトル受信器は非常に、高周波数分解能をもっているため、波動の特性の微妙な変化や、周波数の変化を調べることができる。特に、Continuum Radiationと呼ばれるエミッションの低域遮断周波数は、ローカルのプラズマ周波数と等しく、その周波数から電子密度を知ることが出来る。そこで、まず、GEOTAILの全軌道についての電子密度のマッピングを行い、その結果、地球から100Re(1Reは、地球の半径)いないでは、磁気圏の構造は、安定しており、もともと考えられていた、磁気圏の大きさとほぼ等しいことがわかったが、100Reを越えると、その構造は、非常に複雑になり、特に、時間的に安定なものは存在せず、つねに揺れ動いているかのような特性をもつことが明らかになった。とりわけ、惑星間衝撃波のような高密度のプラズマが地球磁気圏にぶつかると、磁気圏は圧縮、或いは、変形をうけて、磁気圏内部にいたGEOTAILが磁気圏外部に飛び出してしまうという現象もみつけることができた。一方、電子プラズマ波がプラズマシートの端で見えることを利用し、その発生位置をマッピングすることによって、プラズマシートの形状を明らかにすることに成功した。これも、100Re以内では、比較的じれいなシート状の構造を保持しているが、100Reを越えると、その形状が安定しなくなり、しかも南北方向に傾いて存在することもあることが明らかになってきた。このようなプラズマ波動をもちいた磁気圏構造の研究はこれまで、行われたことはなく、本研究で得られた知見と経験は、非常に重要なものである。