木星放射線帯粒子の輸送・加速過程の研究

木星辐射带粒子输运与加速过程研究

• 批准号: 01J07872
• 负责人: 三好 由純
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J07872/
• 关键词: 放射線帯; 内部磁気圏; 宇宙天気; シミュレーション; 惑星磁気圏; 高エネルギー粒子; 粒子加速

研究課題である木星放射線帯粒子の輸送・加速過程の解明の研究において、本年度4月-6月、ならびに9月-12月の期間において、米国ニューハンプシャー大学に赴き、同大学のV.K.Jordanova博士と共同で高エネルギー粒子の輸送、ソース、消失、加速過程を包括的に計算できるコードの開発を行った。開発されたコードは、熱的エネルギーから相対論的エネルギーにわたる全エネルギー領域の粒子の輸送プロセス、ならびに相互作用過程を計算できるものであり、内部磁気圏全体にわたる粒子の3次元分布関数を導出することができるものである。また、特に粒子の加速過程として近年注目を集めている、高周波プラズマ波動との波動粒子相互作用を自己無撞着に計算するモジュールを設計し、その開発ならびにチューニングを実施した。開発したシミュレーションコードを用いて、2001年10月に発生した磁気嵐イベントについて、シミュレーションと衛星によって観測された電子のデータとの比較を行い、モデルの評価、ならびに磁気嵐時の粒子環境の変動に関わるシナリオの検討を行った。比較の結果、粒子輸送モードとして考えられる移流・拡散効果のエネルギー依存性が明らかにされるとともに、内部磁気圏の中心領域においては、拡散による粒子輸送効果が支配的な役割を果たしていることが示された。一方、粒子の加速を評価する指標であるエネルギースペクトル、位相空間密度については、実施したシナリオの条件では再現されないことが判明し、粒子の空間的な輸送効果に加えて、その場での非断熱的な加速過程が必要であることが示唆された。また、このモデルによって計算される3次元分布関数の時間発展は、磁気圏の様々な場所に位置する衛星データと、直接比較可能なものであり、従来の1次元、2次元といった空間的に限定されたモデルに比べて、詳細な議論に耐えることが明らかにされた。さらに、3次元モデルと衛星データとの組み合わせによる「データ同化型」のシミユレーションの可能性についても議論された。7月に開かれたIUGG総会、9月に開かれたISEC(国際放射線帯ワークショップ)、ならびに12月に開かれたAGU総会において、これらの一連のシミュレーション研究の結果について発表し、諸外国の研究者との意見交換を行った。

Research topic: "Research on the elucidation of the transport and acceleration process of Jupiter's radioactive particles", this year The period from April to June, the period from September to December, the period from September to December, the period from the United States to Japan Dr. V.K.Jordanova of the same university and Dr. V.K.Jordanova of the same university calculated the transport, disappearance, and acceleration processes of particles, including the transport, disappearance, and acceleration of particles.开発されたコードは、热エネルギーから相対论的エネルギーにわたる全エネルギー区のParticle のTransport プロセス、ならびにThe interaction process is calculated by calculating the three-dimensional distribution of the internal magnetic field and the particle size of the internal magnetic field. The acceleration process of special particles and special particles have attracted attention in recent years. High-frequency wave waves and wave particles interact with each other. The function is to calculate the design without hitting it, and to design it without any impact. Opened in October 2001発生したMagnetic気兰イベントについて、シミュレーションとSATELLITE によって観measurementされた电のデータとのComparisonを行い、モデルの Comment価、ならびにMagnetic 気岚时のParticle Environment の変动に关わるシナリオの検question を行った. Comparison results, particle transport method and particle transfer and scattering effect , the central area of ​​the internal magnetic field is controlled, and the particle transport effect is controlled by the scattered particles. On the one hand, the acceleration index of particles, the index of particle acceleration, the phase space density, and the condition of では are reproduced It is clear that the transport effect of particles in the space is added, and the acceleration process of non-insulated non-insulated fields is necessary.また, このモデルによってcalculationされる3-dimensional distribution numberのtime発 Developmentは, magnetic 気圏の様々なplaceにpositionするsatelliteデータと, direct comparison is possibleなものであり, 従来の1-dimensional, 2-dimensional といったspace's limited edition されThe details of the discussion are as follows:さらに、3D モデルとSATELLITE データとの集团み合わせによる「デー"Assimilation type"のシミユレーションのpossibilityについても Discussionされた. July Opening IUGG Meeting, September Opening ISEC (International Radiological Radiography), December Opening A GU総会において, これらの一连のシミュレーション research results table, and exchange of opinions among foreign researchers.

项目成果

Nose, M., K.Takahashi, T.Uozumi, K.Yumoto, Y.Miyoshi, A.Morioka, 他4名: "Multipoint observations of a Pi2 pulsation on morning side : The September 20,1995 event"Journal of Geophysical Research. 108. 24-1-24-12 (2003)

Nose, M., K.Takahashi, T.Uozumi, K.Yumoto, Y.Miyoshi, A.Morioka 和其他 4 人：“晨侧 Pi2 脉动的多点观测：1995 年 9 月 20 日事件”地球物理杂志研究。108.24-1-24-12（2003）

Misawa, H.: "Spectrum observation of Jupiter's synchrotorn radiation at the frequencies of 325,929, and 2250MHz : Plan and present status"Proceedings of the 35^<th> ISAS lunar and planetary symposium. 207-210 (2002)

Misawa, H.：“木星同步旋转辐射在 325,929 和 2250MHz 频率下的频谱观测：计划和现状”第 35 届 ISAS 月球和行星研讨会论文集。

Nose, M.: "Multipoint observations of a Pi2 pulsation on morning side : The September 20,1995,event"Journal of Geophysical Research. 108(in press). (2003)

Nose, M.：“晨侧 Pi2 脉动的多点观测：1995 年 9 月 20 日事件”地球物理研究杂志。

Morioka, A., Y.Miyoshi, T.Seki, 他8名: "AKR disappearance during magnetic storms"Journal of Geophysical Research. 108. 3-1-3-9 (2003)

Morioka, A.、Y.Miyoshi、T.Seki 和其他 8 人：“磁暴期间 AKR 消失”地球物理研究杂志 108. 3-1-3-9 (2003)。

Miyoshi, Y.: "Rebuilding process of the outer radiation belt during the 3 November 1993, magnetic storm : NOAA and EXOS-D observations"Journal of Geophysical Research. 108(in press). (2003)

Miyoshi, Y.：“1993 年 11 月 3 日磁暴期间外辐射带的重建过程：NOAA 和 EXOS-D 观测”地球物理研究杂志。