地上－衛星観測に基づくホイッスラー波動による放射線帯電子消失過程の解明

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地球磁気圏内で観測されるコーラス波動は、MeV帯電子の内部加速に寄与することが示唆されており、磁気嵐時の放射線帯外帯再形成に重要な役割を果たしていることが指摘されている。一方で、コーラス波動はマイクロバーストと呼ばれる放射線帯電子の消失を引き起こすことも知られている。コーラスによる内部加速に起因するMeV電子フラックスの増大ととマイクロバーストによるMeV電子の消失のバランスに関して調べるため、磁気嵐時の放射線帯電子変動に対して、SAMPEXとVan Allen Probes衛星のデータを用いて 事例解析を行った。その結果、500 keVから数MeV帯の放射線帯電子が増加するのに対応して1MeV帯の電子の降り込みが増大していることがわかった。このことから、コーラス波動による加速は大気への降り込みによる消失に比べて極めて効率的であり、コーラスとの波動粒子相互作用の結果、正味として放射線帯電子は増加する傾向にあることが示唆された。上記の事例解析の結果と数値実験の検証結果を統計的に調査するために、SAMPEX・Polar衛星の観測データを用いて、放射線帯電子フラックスの変動とマイクロバーストの発生頻度を調査した。その結果、放射線帯電子のフラックスが大きく増加する際にマイクロバーストの発生頻度が高くなることがわかった。一方で、放射線帯電子のフラックスが大きく減少するタイミングとマイクロバーストの発生頻度には顕著な関係性が見られなかった。以上のことから、マイクロバーストは、コーラス波動によって放射線帯電子が加速される際の副産物であり、マイクロバーストによる放射線帯電子消失に対する寄与は放射線帯電子増加に比べて非常に小さいと考えられる。