多角的アプローチによる木星放射線帯変動メカニズムの研究

• Project/Area Number: 18J01999
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Space and upper atmospheric physics
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 北 元 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 木星 / 放射線帯 / オーロラ / イオプラズマトーラス / ひさき衛星 / ALMA

Outline of Annual Research Achievements

木星放射線帯の時間・空間変動を説明するシナリオの一つとして、熱圏の風速場が磁力線を介して放射線帯に影響を及ぼしている、というシナリオが提唱されている。本年度はALMAの上層大気風速場観測データからシナリオの検証を進めた。データは空間分解能やS/Nが十分では無いものの、昼夜間対流や風速擾乱成分を抽出することができた。昼夜間対流は放射線帯の朝夕非対称性と関係しており、風速擾乱成分は放射線帯電子の拡散係数に対応する。昼夜間対流は予想していた風速よりも遅い可能性が示唆され、放射線帯空間分布を説明する別のシナリオを準備する必要があることがわかった。風速擾乱成分から拡散係数を見積もると、過去に提唱されてきた値を概ね一致した。これらの結果は今後の観測で再確認する必要があり、次回の提案に向けた課題を整理できた。
また、木星オーロラやイオプラズマトーラスが放射線帯に与える影響を調べるため、ひさき衛星のデータ解析を進めた。本年度はひさき衛星の位置ずれを補正する手順を改良し、ガイドカメラ故障後の2016年～2019年のデータに対して適応した。オーロラの強度変動については同時期のハッブル宇宙望遠鏡のデータと同様の傾向が得られ、解析手法に問題無いことが確認できた。イオトーラスの発光強度変動からは小規模な火山活動の増大が確認され、木星磁気圏への影響が予想される。今後ひさきとインドの電波干渉計GMRTのデータを比較し、オーロラ変動や火山活動が放射線帯に与える影響を調べる。
電波干渉計データについては、電離層変動による電波イメージに歪みを補正する新たな解析パイプラインを導入した。この解析パイプラインにより微弱な構造を検出だけでなく、再現性・解析時間の短縮も可能となった。今後はすべてのデータに対してパイプライン処理を施し、木星放射線帯に時空間変動があったか調べる。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Spatially Asymmetric Increase in Hot Electron Fraction in the Io Plasma Torus During Volcanically Active Period Revealed by Observations by Hisaki/EXCEED From November 2014 to May 2015 (2020)
  • Author(s): Hikida R.、Yoshioka K.、Tsuchiya F.、Kagitani M.、Kimura T.、Bagenal F.、Schneider N.、Murakami G.、Yamazaki A.、Kita H.、Nerney E.、Yoshikawa I.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Space Physics Volume: 125 Issue: 3 Pages: 333-336
  • DOI: 10.1029/2019ja027100
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Jovian UV Aurora's Response to the Solar Wind: Hisaki EXCEED and Juno Observations (2019)
  • Author(s): Kita H.、Kimura T.、Tao C.、Tsuchiya F.、Murakami G.、Yamazaki A.、Yoshioka K.、Ebert R.W.、Wilson R.J.、Allegrini F.、Clark G.、Connerney J. E. P.、Gladstone G. R.、Yoshikawa I.、Fujimoto M.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Space Physics Volume: 124 Issue: 12 Pages: 10209-10218
  • DOI: 10.1029/2019ja026997
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of ground pipeline system for high-level scientific data products of the Hisaki satellite mission and its application to planetary space weather (2019)
  • Author(s): Kimura Tomoki、Yamazaki Atsushi、Yoshioka Kazuo、Murakami Go、Tsuchiya Fuminori、Kita Hajime、Tao Chihiro、Yoshikawa Ichiro、Kumamoto Atsushi、Yamauchi Chisato
  • Journal Title: Journal of Space Weather and Space Climate Volume: 9 Pages: A8-A8
  • DOI: 10.1051/swsc/2019005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Short-term Variation in the Dawn?Dusk Asymmetry of the Jovian Radiation Belt Obtained from GMRT and Hisaki EXCEED Observations (2019)
  • Author(s): Kita H.、Misawa H.、Bhardwaj A.、Tsuchiya F.、Murakami G.、Tao C.、Kimura T.、Yoshioka K.、Yamazaki A.、Kasaba Y.、Yoshikawa I.、Fujimoto M.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 872 Issue: 2 Pages: L24-L24
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab0427
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pulsation Characteristics of Jovian Infrared Northern Aurora Observed by the Subaru IRCS with Adaptive Optics (2018)
  • Author(s): Watanabe H.、Kita H.、Tao C.、Kagitani M.、Sakanoi T.、Kasaba Y.
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 45 Issue: 21
  • DOI: 10.1029/2018gl079411
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Investigating Solar Wind‐Driven Electric Field Influence on Long‐Term Dynamics of Jovian Synchrotron Radiation (2018)
  • Author(s): Han S.、Murakami G.、Kita H.、Tsuchiya F.、Tao C.、Misawa H.、Yamazaki A.、Nakamura M.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Space Physics Volume: 123 Issue: 11 Pages: 9508-9516
  • DOI: 10.1029/2018ja025849
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ひさき及びJunoを用いた木星オーロラの太陽風応答に関する研究 (2020)
  • Author(s): 北元、木村智樹、垰千尋、土屋史紀、村上豪、山崎敦、吉岡和夫、吉川一郎 、藤本正樹
  • Organizer: 第20回宇宙科学シンポジウム
• [Presentation] Light Curve of Jupiter's UV Aurora and Io Plasma Torus after 2016 Obtained from Hisaki EXCEED (2020)
  • Author(s): H. Kita, T. Kimura, F. Tsuchiya, G. Murakami, A. Yamazaki, R. Koga, R. Hikida, K. Yoshioka, I. Yoshikawa
  • Organizer: Symposium on Planetary Science 2020
• [Presentation] Investigation of variation mechanisms of the Jovian radiation belt using ALMA (2019)
  • Author(s): 北元、佐川英夫、飯野孝浩、垰千尋、黒田剛史、土屋史紀、三澤浩昭、笠羽康正、藤本正樹
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] アルマを用いた木星放射線帯変動メカニズムの解明に向けて (2019)
  • Author(s): 北元、佐川英夫、垰千尋、黒田剛史、土屋史紀、三澤浩昭、笠羽康正、藤本正樹
  • Organizer: 第146回地球電磁気・地球惑星圏学会
• [Presentation] Jupiter's aurora light curve after 2016 obtained from Hisaki EXCEED (2019)
  • Author(s): Hajime Kita, Tomoki Kimura, Fuminori Tsuchiya, Go Murakami, Atsushi Yamazaki, Ryoichi Koga, Reina Hikida, Kazuo Yoshioka, Ichiro Yoshikawa
  • Organizer: Magnetospheres of the Outer Planets meeting 2019
• [Presentation] Study on the dawn-dusk asymmetry of Jupiter’s radiation belt using radio interferometer and Hisaki (2019)
  • Author(s): Hajime Kita, Hiroaki Misawa, Anil Bhardwaj, Fuminori Tsuchiya, Go Murakami, Chihiro Tao, Tomoki Kimura, Kazuo Yoshioka, Atsushi Yamazaki, Ichiro Yoshikawa, Masaki Fujimoto
  • Organizer: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
• [Presentation] ひさき及びJunoを用いた木星オーロラの太陽風応答に関する研究 (2019)
  • Author(s): 北 元 、木村 智樹 、垰 千尋 、土屋 史紀 、村上 豪 、山崎 敦 、吉岡 和夫 、吉川一郎 、藤本 正樹
  • Organizer: 第19回 宇宙科学シンポジウム
• [Presentation] Stratospheric wind system of Jupiter: analysis of ALMA archive data (2019)
  • Author(s): H. Kita, H. Sagawa, T. Iino, C. Tao, T. Kuroda, F. Tsuchiya, H. Misawa, Y. Kasaba, M. Fujimoto
  • Organizer: Symposium on Planetary Science 2019
• [Presentation] Solar wind influences on Jovian magnetosphere: The collaboration of Hisaki EXCEED, Juno and ground-based telescopes (2018)
  • Author(s): 北元、木村智樹、垰千尋、土屋史紀、村上豪、山崎敦、吉岡和夫、Ebert Robert、Wilson Robert、Valek Philip、Clark George、韓秀萬、Santos-Costa Daniel、三澤浩昭、坂野井健、笠羽康正、吉川一朗、藤本正樹
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] EUV aurora’s response to solar wind measured with Hisaki & Juno (2018)
  • Author(s): Kita, H., Kimura, T., Tao, C., Tsuchiya, F., Murakami, G., Yamazaki, A., Yoshioka, K., Ebert, R.W., Wilson, R.J., Valek, P.W., Clark, G., Connerney, J.E.P., Gladstone, R., Kasaba, Y., Yoshikawa, I., Fujimoto, M.
  • Organizer: Magnetospheres of the Outer Planets
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Ultraviolet aurora’s response to solar wind measured with Hisaki and Juno (2018)
  • Author(s): H Kita, T Kimura, C Tao, F Tsuchiya, G Murakami, A Yamazaki, R W Ebert, P W Valek, G B Clark, J E P Connerney, R Gladstone, K Yoshioka, Y Kasaba, I Yoshikawa, M Fujimoto
  • Organizer: AGU fall meeting
  • Int'l Joint Research