| Project/Area Number |
21K03645
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
近藤 光志 愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 助教 (30304653)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新田 伸也 筑波技術大学, 障害者高等教育研究支援センター, 准教授 (30377121)
清水 徹 愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 准教授 (60196524)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 非対称磁気リコネクション / 磁気流体計算 / 実衛星観測 / 磁気シア / 磁気圏境界 / 太陽フレア |
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| Outline of Research at the Start |
プラズマ中では、反対方向を向いた磁場同士が繋ぎ変わることで磁場のエネルギーが解放される磁気リコネクションと呼ばれる爆発現象が起こる。宇宙空間には、地球磁気圏と太陽風のように異なる磁化プラズマが接する領域が多く存在し、このような領域では、繋ぎ変わる両側の磁場強度や熱力学量などの異なる非対称磁気リコネクションが起こりうる。この非対称磁気リコネクションについては、2016年以来の我々の研究によって、非対称磁気リコネクション特有の大規模構造が明らかになった。本研究では、より現実的な宇宙環境に適用し、明らかにしてきたリコネクションモデルを太陽側地球磁気圏境界における実衛星観測データを用いて検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速磁気リコネクション問題に対して、外部境界条件に依存しない自発的高速磁気リコネクションを考える。この場合、リコネクションアウトフローとインフローがお互いに高めあう正のフィードバックにより高速な磁気リコネクションが実現されることが重要である。また、この場合、さらに磁気リコネクション構造が相似的に拡大する点が重要出ることを示してきた。
本研究期間では、特に非対称磁気リコネクションに注目し、相似拡大する自発的磁気リコネクションの新しい構造を包括的に示し、それらについて実観測データを用いて検証した。
新しい構造の中でも、電流層を挟んだ両側のアルフヴェン速度に依存して形成されるプラズモイドに非対称性が現れ、その非対称性により先行するプラズモイドの伸展速度が高プラズマβ側のファストモード波速度を上回る場合、高プラズマβ側にファストモードの衝撃波が形成され、一方、低ベータ側プラズモイド内には両側のプラズモイドが混在し、2層のプラズマジェットが形成されることは、新たに得られた構造であり、この構造は三次元シミュレーションにおいても再現された。
また、GEOTAIL衛星による長期の昼側地球磁気圏境界の観測データから、磁気ポーズを挟んだ両側の（つまり磁気リコネクションを起こす）磁場・プラズマ環境の時空間変化を明らかにするとともに、その結果に基づいた数値計算により、我々の示してきた自発的磁気リコネクション構造が概ね再現されることを示し、実際昼側地球磁気圏境界で発生する非対称磁気リコネクション構造がTHEMIS衛星による観測データと一致することが示された。
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