木星周回衛星Junoの多波長データ解析から迫る木星雷研究の新展開

• Project/Area Number: 23K13164
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
• Research Institution: Niihama National College of Technology
• Principal Investigator: 今井 雅文 新居浜工業高等専門学校, 電気情報工学科, 講師 (10877260)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 木星 / 雷 / Juno / 多波長 / 電波

Outline of Research at the Start

2016年7月に米国・NASAの木星周回衛星Junoが史上初となる木星極軌道に投入された。それ以来、申請者は同機に搭載された波動観測装置で取得したデータを中心に解析し、木星の雷の新しい様相を明らかにしてきた。木星の雷は散在しているが、電波や紫外・可視・近赤外の多波長に渡り複数の物理現象を有し、それぞれ相互に関係したり、時間的にも空間的にも激しく変動したりしていることから、従来は事例研究にとどまっていた。本研究では、Juno探査機の延長ミッションを活かして、Juno探査機に搭載された複数の観測機器で得られる多波長観測データから木星雷を統計的に調査し、木星大気のダイナミックスを探査する。

Outline of Annual Research Achievements

2016年7月に米国・NASAの木星周回衛星Junoが史上初となる木星極軌道に投入された。それ以来、申請者は同機に搭載された波動観測装置で取得したデータを中心に解析し、木星の雷の新しい様相を明らかにしてきた。木星の雷は散在しているが、電波や紫外・可視・近赤外の多波長に渡り複数の物理現象を有し、それぞれ相互に関係したり、時間的にも空間的にも激しく変動したりしていることから、従来は事例研究にとどまっていた。本研究では、Juno探査機の延長ミッションを活かして、Juno探査機に搭載された複数の観測機器で得られる多波長観測データから木星雷を統計的に調査し、木星大気のダイナミックスを探査する。

2023年度は、Juno探査機で観測された周波数150kHz以下の分散性を有するミリ秒単位で変化するJDP波の解析を行った。その結果、PJ35まで3000以上の16msのスナップショットでJDPが1個以上観測されており、グローバル分布の作成を行うことができた。また、Juno探査機に搭載されている波動観測装置Wavesの責任研究機関であるアイオワ大学や太陽系の雷に関する研究最前線であるチェコ共和国・プラハ大学に滞在し、共同研究者らと木星の雷の研究を推進した。本年度に得られた研究成果は国内学会と査読付き論文にまとめて発表した。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Iowa(米国)
• [Int'l Joint Research] Institute of Atmospheric Physics/Charles University(チェコ)
• [Journal Article] Lightning at Jupiter pulsates with a similar rhythm as in-cloud lightning at Earth (2023)
  • Author(s): Kolmasova Ivana、Santolik Ondrej、Imai Masafumi、Kurth William S.、Hospodarsky George B.、Connerney John E. P.、Bolton Scott J.、Lan Radek
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 14 Issue: 1 Pages: 2707-2707
  • DOI: 10.1038/s41467-023-38351-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical study of Jupiter dispersed pulses observed by Juno (2023)
  • Author(s): M. Imai, W. S. Kurth, I. Kolmasova, O. Santolik, M. H. Wong, S. T. Brown, G. B. Hospodarsky, S. J. Bolton, S. M. Levin
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会