地上―衛星観測に基づく内部磁気圏の広エネルギーレンジの電子消失過程の解明

基于地面卫星观测阐明内磁层宽能量范围内的电子损失过程

• 批准号: 11J03471
• 负责人: 栗田 怜
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03471/
• 关键词: 磁気圏物理; ディフューズオーロラ; 波動粒子相互作用; ホイッスラー波動; THEMIS; SAMPEX; 放射線帯電子; ECH波動; ホイッスラーモード; GEOTAIL; FAST; 非線形

波動粒子相互作用によって引き起こされるピッチ角散乱は、磁気圏内の高エネルギー電子の消失過程として重要視されており、ディフューズオーロラの励起過程としても知られている。これらのプロセスは内部磁気圏の電子ダイナミクス全体を考察していく上で非常に重要である。本研究では、人工衛星と地上観測点による同時多点観測結果を用いて、波動粒子相互作用による消失過程を明らかにしていくことを目標に研究を行った。近年の理論研究により、ホイッスラーモード波動によるピッチ角散乱がECH波動に比べ効率的であり、ECH波動によるピッチ角散乱はあまり重要でない事が指摘されている。ECH波動のピッチ角散乱の寄与を明確にするために、THEMIS衛星で観測された電子の速度分布関数が、ホイッスラーモード波動とECH波動の活動に対してどのように変化するかを調査した。ホイッスラーモード波動だけが観測されている場合とECH波動が観測される場合の速度分布関数を比較すると、ピッチ角の小さい領域で、速度分布関数の形状に変化が見られた。上記のことから、ECH波動によるピッチ角散乱は、速度分布関数の形状を変化させるのに十分効率的である事を観測的に示した。ホイッスラーモード波動は1MeV程度の電子に対しても効率的なピッチ角散乱を引き起こすことが理論的に示唆されている。ホイッスラーモード波動がディフューズオーロラを励起しているとすると、IMeV程度のエネルギーを持つ電子がディフューズオーロラ上空で観測される事が予想される。この仮説を実証するために、低高度(～600km)でMeV電子計測器を搭載しているSAMPEX衛星のデータと、昭和基地における全天カメラデータを組み合わせた解析を行った。ディフューズオーロラ上空を通過する際に、SAMPEX衛星では1MeVの降下電子フラックスが増大するイベントを複数例発見し、ディフューズオーロラに伴い相対論的電子が降り込むという予想を世界で初めて観測的に実証した。

The interaction between the ratio particles leads to the scattering of the particles, the disappearance of the electrons in the magnetic field, and the excitation of the particles. It is very important to investigate the internal magnetic field and the electronic field. This study is aimed at studying the process of disappearance of artificial satellite and ground observation points, simultaneous multi-point observation results, and particle interaction. In recent years, theoretical studies have been conducted on the ratio of ECH to ECH, and on the ratio of ECH to ECH. ECH ratio and electron velocity distribution measured by THEMIS satellite were investigated. Comparison of velocity distribution relationships in the case of ECH ratio measurement and in the case of ECH ratio measurement, variation in the shape of velocity distribution relationships in the case of ECH ratio measurement. Note that the angle of scattering, the shape of velocity distribution, and the percentage of scattering are measured. The electron scattering ratio of 1MeV is higher than that of 1MeV, and the electron scattering ratio is higher than that of 1 MeV. For example, if you want to change the color of the image, you can change the color of the image. To verify this statement, we will conduct a combined analysis of the data of the SAMPEX satellite and the all-day mobile data at the Showa base equipped with MeV electronic sensors at low altitudes (~600km). SAMPEX satellites are expected to be able to detect 1MeV of down-range electrons when they pass through the sky.

项目成果

Effect of ECH waves on pitch angle scattering of energetic electrons

ECH波对高能电子俯仰角散射的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: Hori;Y.;Ida;S.;& Lin;D. N. C.;栗田怜
• 通讯作者: 栗田怜

A case study of dayside diffuse aurora based on the GEOTAIL, FAST, and South Pole all sky imager observations

基于 GEOTAIL、FAST 和南极全天成像仪观测的日侧漫射极光案例研究

• 发表时间: 2012
• 作者: Oshino;S. & Hari;Y.;栗田 怜
• 通讯作者: 栗田 怜

Relativistic electron precipitations in association with diffuse aurora : Conjugate observations of SAMPEX and all sky TV camera at Syowa Station

与漫射极光相关的相对论电子降水：昭和站 SAMPEX 和全天电视摄像机的共轭观测

• 发表时间: 2013
• 作者: 小谷隆行;周藤浩士;黒川隆志;神戸栄治;森野潤一;寺田宏;小久保英一郎;鈴木竜二;成田憲保;工藤智幸;日下部展彦;西山正吾;林正彦;堀安範;福井暁彦;權靜美;Oliver Guyon;田村元秀;西川淳;青木和光;他IRDチーム;栗田怜
• 通讯作者: 栗田怜

THEMIS observation of rising tone chorus elements without a gap at half the gyrofrequency

THEMIS 对半陀螺频率无间隙升调合唱元素的观察

• 发表时间: 2015
• 作者: Kurita S.;Y. Miyoshi;and G. D. Reeves;Kurita S.
• 通讯作者: Kurita S.

Source location of falling tone chorus

• DOI: 10.1029/2012gl053929
• 发表时间: 2012-11
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: S. Kurita;H. Misawa;C. Cully;O. Le Contel;V. Angelopoulos