赤道面と子午面における同時衛星観測データを用いた磁気圏内プラズマ輸送の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、地球磁気圏の赤道面(A)と子午面(B)における同時衛星観測データの比較解析を通して、地球周辺の宇宙空間でのプラズマの加速、輸送過程に関する研究を行った。地球をとりまく放射線帯外帯の相対論的電子のフラックスは、磁気嵐等の太陽地球系の擾乱にともない大きく変動するが、その加速・消失機構には未だ不明の点が多い。提案されている物理機構の多くは赤道面付近(A)でおこるが、放射線帯モニター観測は、主に極軌道低高度(B)の衛星に頼っているのが現状であり、両地点(A,B)の時間変動の類似性の検証は急務である。本研究では、CRRES衛星(赤道面付近A)とあけぼの衛星(B)の相対論的電子(〜1MeV)データの比較解析し、放射線帯外帯内側部分において、両地点の時間変動の類似性が破れる場合があることを発見した。具体的には、ピッチ角分布の時間変動に伴い低高度の方が電子フラックス増大の継続時間が長く続いて見えること、および、プラズマ圏内における放射線帯電子消失(大気への降下)時定数のエネルギー依存性が、見かけの差異を両地点の作り出していることが明らかとなり、得られた成果は学術誌に掲載された。この他、GEOTAIL衛星の外部磁気圏赤道面付近(A)における観測データを用いて、プラズマシートへのプラズマ供給過程を調べるとともに、CLUSTER衛星データ(B)を用いたプラズマ輸送および加熱の研究を行い、結果の一部が学術誌に掲載された。また、磁気嵐時の内部磁気圏へのプラズマ供給を調べるため、FAST衛星(B)のデータベースを整備して解析を進めた。初期結果は、磁気嵐主相における酸素イオンのプラズマシート内側境界付近への直接供給の重要性を示唆しており、得られた成果を国際会議等で発表した。