かぐや衛星データを用いた月周回プラズマ環境の研究

本研究では、かぐや衛星をはじめとした月周回機によって取得されたプラズマ・磁場データを解析し、粒子軌道計算の結果と合わせて月周辺の複雑な電磁場内での荷電粒子の運動を考察することで、月周辺でのプラズマ物理過程を明らかにすることを目指している。採用3年度目となる本年度は、地球プラズマシートの比較的高エネルギーの電子が月面磁場によって非断熱的に散乱することを利用し、月地殻磁場の短波長成分をマッピングする手法を開発した。この内容をまとめ、Gcophysical Rosearch Letters誌に論文発表した。また、2年目から継続して取り組んでいるARTEMIS衛星による地球磁気圏尾部ローブ内での月プラズマ観測についての研究成果をまとめてJournal of Geophysical Rescarch (JGR)誌に発表した。この研究結果の大きな特色は、従来は月プラズマ相互作用において重要視されていなかった月起源プラズマが、ローブ内では背景プラズマに比べて多く存在し、ローブ電子の速度分布を変形させている可能性を示した点である。さらに、スウェーデン国立宇宙物理研究所を訪問し、月が地球プラズマシート内に位置する時に月面から飛来する高エネルギー中性粒子(ENA)の研究を開始した。月面でプロトンが後方散乱したENAのデータを解析することで、プラズマシート内では地殻磁場が強い地域と弱い地域で月面に入射するプロトンフラックスは大きく変化しないことを示した。これは、強い磁気異常の上空でプロトンがシールドされるという太陽風中のデータを用いた先行研究の結果とは対照的な結果であり、入射するプロトンの速度分布の違いが月面シールディングに大きな影響を及ぼすことを示唆している。これらのENAデータ解析とテスト粒子シミュレーションから得られた結果をまとめ、JGR誌に投稿した。

本研究では、かぐや衛星をはじめとした月周回機によって取得されたプラズマ・磁場データを解析し、粒子軌道計算の結果と合わせて月周辺の複雑な電磁場内での荷電粒子の運動を考察することで、月周辺でのプラズマ物理過程を明らかにすることを目指している。採用3年度目となる本年度は、地球プラズマシートの比較的高エネルギーの電子が月面磁場によって非断熱的に散乱することを利用し、月地殻磁場の短波長成分をマッピングする手法を開発した。この内容をまとめ、Gcophysical Rosearch Letters誌に論文発表した。また、2年目から継続して取り組んでいるARTEMIS衛星による地球磁気圏尾部ローブ内での月プラズマ観測についての研究成果をまとめてJournal of Geophysical Rescarch (JGR)誌に発表した。この研究結果の大きな特色は、従来は月プラズマ相互作用において重要視されていなかった月起源プラズマが、ローブ内では背景プラズマに比べて多く存在し、ローブ電子の速度分布を変形させている可能性を示した点である。さらに、スウェーデン国立宇宙物理研究所を訪問し、月が地球プラズマシート内に位置する時に月面から飛来する高エネルギー中性粒子(ENA)の研究を開始した。月面でプロトンが後方散乱したENAのデータを解析することで、プラズマシート内では地殻磁場が強い地域と弱い地域で月面に入射するプロトンフラックスは大きく変化しないことを示した。これは、強い磁気異常の上空でプロトンがシールドされるという太陽風中のデータを用いた先行研究の結果とは対照的な結果であり、入射するプロトンの速度分布の違いが月面シールディングに大きな影響を及ぼすことを示唆している。これらのENAデータ解析とテスト粒子シミュレーションから得られた結果をまとめ、JGR誌に投稿した。