磁気圏カスプ領域におけるイオン加速・加熱機構の研究

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2000年12月に磁気圏カスプ領域におけるプラズマ加速・加熱機構の解明を目的とした観測ロケットSS-520-2が打ち上げられた。我々の研究班は低周波電界観測器(EFD)をSS-520-2ロケットに搭載、0-50Hzの低周波波動の観測・解析を行った。今回のロケット実験では、カスプ領域を外れてロケットが飛翔したため、プラズマの加速・加熱現象は確認できなかったが、DC電場解析の結果、南東から南西へ変化する約50mV/mの自然電場が確認された。これは重イオンを加速するような電場ではなく、極域に存在するコンベクション電場であると考えられる。そのため、E×Bドリフトの速度及び方向を求めたところ、速度は1500km/s、方向は北西から南東へ変化していることが明らかになった。この結果は学術論文として現在電子情報通信学会誌へ投稿し、採録された。一方、ELF波動の解析では、自然現象と思われるELF波動は確認されなかった。これは先に述べたようにロケットがカスプ領域を外れて飛翔しており、粒子観測からもイオンの加熱現象は確認されていないことから、妥当な結果であると言える。今回のロケット実験によって得られた観測波形にはスピンに同期したパルス状の波形が観測されている。これはあけぼのやGEOTAIL等の人工衛星で観測される光電子放出に起因するパルス波形に非常に良く似ているが、解析の結果このパルス状の波形は太陽と無関係であり、外部磁場方向と非常に良い相関があることが明らかになった。これはロケットの周囲に磁場に沿った電子雲のようなものが存在し、アンテナがそれを横切る際にパルス状の波形が観測されたと考えられる。ロケットが飛翔した高度は電子密度が非常に高い領域であり、この電子雲が光電子放出によつて形成されたとは考え難い。このパルス性波動については早急に研究をまとめ、近く学術論文として投稿する予定である。