高性能コンピューティング技法を用いた磁気圏サブストームのシミュレーション研究

並列化された粒子シミュレーションコードを用いて、昼側非対称磁気リコネクションを再現することに成功した。その結果、磁気シース側の太陽風起源の電子がリコネクション領域を通過し、電流層の磁気圏側境界に、電子が高速となる薄い境界層を形成することがわかった。この層に存在する電子は、リコネクション領域によって加速を受けた電子である。また、この電子速度が大きい境界層は、磁気圏界面において最も地球側の、宇宙空間に開放された磁力線を示すものである。さらに、THEMIS衛星のデータを用いて、昼側リコネクション発生時にそのような薄い電子層が実際に存在しているイベントを複数発見した。そのうち、その薄い境界層内で異なる波動を示す2例のイベントを詳細に解析した。それにより、１例目のイベントの波動は、リコネクション領域に向かうホイッスラーモード波動であり、２例目のイベントの波動は、イオン音波である可能性が非常に高いことがわかった。また、各波動が観測された時間帯の２つのイベント時の電子の速度分布関数の特徴はそれぞれ異なっており、それら異なる速度分布が、波動を励起する条件を満たしていることを、解析的計算から導いた。磁気リコネクションの構造に関する解析から、観測された２例のイベントにおける電子の速度分布関数の違いは、２例のイベントの太陽風条件が大きく異なり、特に２例目において磁気リコネクションが非常に長く生じていたためであることが示唆された。

並列化された粒子シミュレーションコードを用いて、昼側非対称磁気リコネクションを再現することに成功した。その結果、磁気シース側の太陽風起源の電子がリコネクション領域を通過し、電流層の磁気圏側境界に、電子が高速となる薄い境界層を形成することがわかった。この層に存在する電子は、リコネクション領域によって加速を受けた電子である。また、この電子速度が大きい境界層は、磁気圏界面において最も地球側の、宇宙空間に開放された磁力線を示すものである。さらに、THEMIS衛星のデータを用いて、昼側リコネクション発生時にそのような薄い電子層が実際に存在しているイベントを複数発見した。そのうち、その薄い境界層内で異なる波動を示す2例のイベントを詳細に解析した。それにより、１例目のイベントの波動は、リコネクション領域に向かうホイッスラーモード波動であり、２例目のイベントの波動は、イオン音波である可能性が非常に高いことがわかった。また、各波動が観測された時間帯の２つのイベント時の電子の速度分布関数の特徴はそれぞれ異なっており、それら異なる速度分布が、波動を励起する条件を満たしていることを、解析的計算から導いた。磁気リコネクションの構造に関する解析から、観測された２例のイベントにおける電子の速度分布関数の違いは、２例のイベントの太陽風条件が大きく異なり、特に２例目において磁気リコネクションが非常に長く生じていたためであることが示唆された。