磁気圏プラズマシートのプラズマの成因の研究

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地球磁気圏プラズマシートのプラズマの成因を解明することを目的として、以下の観測的研究を行った。ジオテイル衛星による磁気圏観測データ、Wind, ACE衛星による太陽風データを用い、惑星間空間磁場(IMF)が北向きの場合の近尾部プラズマシートの応答を調べた。過去の研究ではIMFが北向きの時に特に磁気圏境界面付近で冷たいプラズマシートが観測されることが指摘されてきたが、本研究では領域ごとにプラズマシートの応答を詳しく調べた。その結果、冷たいプラズマシートの形成の条件がプラズマシートの領域ごとに異なることを示した。まず、尾部の朝側プラズマシートでは、IMFが北向きの場合だけでなく、北向き成分が弱い場合であっても冷たいプラズマシートが形成されることが分かった。また、夜側のプラズマシートでは、地球付近の太陽風磁場の北向きの度合いが強い場合に2温度のイオンが観測される。この2温度イオンのプラズマシートはこれまでは主として夕方側で形成されることが知られていたが、本研究では磁気圏境界面から離れた夜側でも2温度イオンのプラズマシートが形成されうることを示した。尾部の夕方側プラズマシートでは1温度と2温度の場合があるが、IMFの北向きの度合いでは出現条件を区別できなかった。また、太陽風の密度が低い場合には、IMFが北向きであっても冷たいプラズマシートが形成されない場合があることを示した。これらのケースでは磁気圏境界面で磁気リコネクションによると思われる高速流が観測されており、より定量的な研究が必要である。