1997 Fiscal Year Annual Research Report

惑星間空間における非熱的粒子群の起源と加速機構

Research Project

Project/Area Number	08044093
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	長谷部信行愛媛大学, 工学部, 教授 (10127904)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	WILKEN B マックスプランク研究所(ドイツ), 上級研究員 KUNOW H キール大学原子核研究所(ドイツ), 上級研究員 D Reames NASA/Gsfc(米国), 上級研究員鵜飼正行愛媛大学, 工学部, 教授 (10036444) 道家忠義早稲田大学, 理工学総合研究センター, 教授 (60063369)
Keywords	太陽高エネルギー粒子 / 銀河宇宙線 / 太陽フレア- / 太陽共回転相互作用領域 / コロナ物質放出 / 粒子加速 / 粒子伝播 / 太陽モジュレーション
Research Abstract	超熱粒子から銀河宇宙線に到る広いエネルギー領域にわたる非熱的な粒子群の核成分、エネルギースペクトル、時間変動等を、惑星間空間において多点・同時連続観測を通して、太陽圏の全体像を把握することが目的である。以下に研究成果の概要をまとめる。 ○宇宙線異常成分のアルゴンと硫黄を世界で初めて観測した。 ○宇宙線のモジュレーションは、高緯度まで存在することを示した。 ○太陽共回転相互作用領域(CIR)からの1AUで観測される高エネルギー粒子は、磁場のセクター境界を過ぎた後も連続的なエネルギーの増加を示す。CIR粒子イベントに関係した宇宙線の強度減少は、粒子強度や太陽風速度の増加量との間には良い相関が有る。 ○惑星間空間衝撃波の擾乱領域での宇宙線の平均自由行程は、通常の惑星間空間のおよそ5倍以下である。 ○惑星間駆動衝撃波による加速粒子の時間強度変動は、発生した太陽経度に依存することを確認した。 ○太陽中性子は、核子間のカスケード過程により、太陽大気中で多量の低エネルギー中性子を作る。 ○フレアに関係したイオンは、フレアプラズマ内での共鳴波動-粒子相互作用により特徴的な組成比を持つ。 ○インパルシブ・フレアにおける、カスケーディング・アルヴェン波による加速を提唱した。 ○地球磁気圏尾部におけるリコネクションについて、異常抵抗モデルを用いてテスト粒子シミュレーションを行い、陽子加速は3つの領域で効果的になされることを示した。 ○リコネクション領域では、ショック前面で粒子が湾曲ドリフトを持つ時、大きな加速が起こる。以上のように、太陽表面での粒子加速に伴い、惑星間空間の粒子環境は著しく変動し、これらの活動により地球磁気圏はもとより太陽圏全般も大きな影響を受け、それらの複雑な結合系の様子が部分的ではあるがその理解を深めることができたと考えている。「11.研究業績」で示すように多くの科学的成果が得られ、有意義な国際共同研究を行うことができた。

Research Products

(22 results)

All Other

All Publications (22 results)

[Publications] M.Kobayashi et al.: "Low Energy Ion Enhancements and Galactic Cosmic Ray Intensity Decreases Associated with Corotating Interaction Region" J.Geophys.Res. (印刷中). (1998)
[Publications] M.Ugai et al.: "Computer simulations on three-dimensional plasmoid dynamics by the spontaneous fast reconnection model" J.Geophys.Res. (印刷中). (1998)
[Publications] Y.Muraki et al.: "Solar Flare and Neutron Telescope" Nuclear Physics B. 60B. 3-11 (1998)
[Publications] N.Hasebe et al.: "Composition and energy spectra of anomalous cosmic rays observed by the GEOTAIL satellite" Adv.Space Res.Vol.19 No.5. 813-16 (1997)
[Publications] N.Hasebe et al.: "Global Distribution of Trapped He Fluxes from OHZORA Satellite during the Geomagnetically Quiet Period of 1984-1987" in″Radiation Belts : Models and Standards″Geophysical Monograph 97(AGU),ed.by J.Lamaire et al.255-258 (1997)
[Publications] T.Takashima et al.: "The first observation of sulfur in anomalous cosmic rays by the Geotail and the Wind spacecrafts" Astrophys.J.Lett.vol.477 PT2. L111-13 (1997)
[Publications] N.Shimada et al.: "Stochastic particle acceleration by a pair of slow shocks" J.Geophys.Res.Vol.102 No.A10. 22301-10 (1997)
[Publications] B.Wilken et al.: "Energetic neutral atoms in the outer magnetosphere : an upper flux limit obtained with the HEP-LD spectrometer on board GEOTAIL" Geophys.Res.Lett.Vol.24 No.2. 111-14 (1997)
[Publications] D.V.Reames et al.: "Energy spectra of ions accelerated in impulsive and gradual solar events" Astrophys.J.vol.483 PT1. 515-22 (1997)
[Publications] D.V.Reames et al.: "Late-phase acceleration of energetic ions in corotating interaction regions" Geophys.Res.Lett.Vol.24 No.22. 2917-20 (1997)
[Publications] Q.Z.Zong et al.: "Geotail observations of energetic ion species and magnetic field in plasmoid-like structures in the course of an isolated substorm event" J.Geophys.Res.Vol.102 No.A6. 11409-28 (1997)
[Publications] F.B.McDonald et al.: "A comparative study of cosmic ray radial and latitudinal gradients in the inner and outer heliosphere" J.Geophys.Res.Vol.102 No.A3. 4643-51 (1997)
[Publications] G.M.Mason et al.: "New spectral and abundance features of interplanetary heavy ions in corotating interaction regions" Astrophys.J.Lett.vol.486 PT2. L149-52 (1997)
[Publications] J.B.Blake et al.: "Ulysses observations of short-period (<30 days) modulation of the Galactic cosmic rays" Geophys.Res.Lett.Vol.24 No.6. 671-4 (1997)
[Publications] M.Ugai et al.: "Computer studies on the spontaneous fast reconnection mechanism in three dimensions" Phys.Plasmas. vol.3 no.3. 853-862 (1996)
[Publications] M.Ugai: "Computer studies on dynamics of a large-scale magnetic loop by the spontaneous fast reconnection model" Phys.Plasmas. vol.3 no.11. 4172-80 (1996)
[Publications] K.Seki et al.: "Coexistence of Earth-origin O^+ and solar wind-origin H^++He^<++> in the distant magnetotail" Geophys.Res.Lett.vol.23 no.9. 985-8 (1996)
[Publications] H.Kawano et al.: "Quasi-stagnant plasmoid observed with Geotail on October 15,1993" J.Geomagn.Geoelectr.vol.48 no.5-6. 525-39 (1996)
[Publications] D.V.Reames et al.: "The spatial distribution of particles accelerated by coronal mass ejection-driven shocks" Astrophys.J.vol.466 PT1. 473-86 (1996)
[Publications] B.Heber et al.: "Spatial variation of >106 MeV proton fluxes observed during the Ulysses rapid latitude scan : Ulysses COSPIN/KET results" Geophys.Res.Lett.vol.23 no.12. 1513-16 (1996)
[Publications] T.L.Lim et al.: "ULYSSES observations of energetic particle acceleration and the superposed CME and CIR events of November 1992" Ann.Geophys.vol.14 no.4. 400-10 (1996)
[Publications] C.Rastoin et al.: "Time and space variations of the Galactic cosmic ray electron spectrum in the 3-D heliosphere explored by Ulysses" Astron.Astrophys.vol.307 no.3. 981-95 (1996)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

惑星間空間における非熱的粒子群の起源と加速機構

Principal Investigator

長谷部 信行 愛媛大学, 工学部, 教授 (10127904)

Research Products

[Publications] M.Kobayashi et al.: "Low Energy Ion Enhancements and Galactic Cosmic Ray Intensity Decreases Associated with Corotating Interaction Region" J.Geophys.Res. (印刷中). (1998)

[Publications] M.Ugai et al.: "Computer simulations on three-dimensional plasmoid dynamics by the spontaneous fast reconnection model" J.Geophys.Res. (印刷中). (1998)

[Publications] Y.Muraki et al.: "Solar Flare and Neutron Telescope" Nuclear Physics B. 60B. 3-11 (1998)

[Publications] N.Hasebe et al.: "Composition and energy spectra of anomalous cosmic rays observed by the GEOTAIL satellite" Adv.Space Res.Vol.19 No.5. 813-16 (1997)

[Publications] N.Hasebe et al.: "Global Distribution of Trapped He Fluxes from OHZORA Satellite during the Geomagnetically Quiet Period of 1984-1987" in″Radiation Belts : Models and Standards″Geophysical Monograph 97(AGU),ed.by J.Lamaire et al.255-258 (1997)

[Publications] T.Takashima et al.: "The first observation of sulfur in anomalous cosmic rays by the Geotail and the Wind spacecrafts" Astrophys.J.Lett.vol.477 PT2. L111-13 (1997)

[Publications] N.Shimada et al.: "Stochastic particle acceleration by a pair of slow shocks" J.Geophys.Res.Vol.102 No.A10. 22301-10 (1997)

[Publications] B.Wilken et al.: "Energetic neutral atoms in the outer magnetosphere : an upper flux limit obtained with the HEP-LD spectrometer on board GEOTAIL" Geophys.Res.Lett.Vol.24 No.2. 111-14 (1997)

[Publications] D.V.Reames et al.: "Energy spectra of ions accelerated in impulsive and gradual solar events" Astrophys.J.vol.483 PT1. 515-22 (1997)

[Publications] D.V.Reames et al.: "Late-phase acceleration of energetic ions in corotating interaction regions" Geophys.Res.Lett.Vol.24 No.22. 2917-20 (1997)

[Publications] Q.Z.Zong et al.: "Geotail observations of energetic ion species and magnetic field in plasmoid-like structures in the course of an isolated substorm event" J.Geophys.Res.Vol.102 No.A6. 11409-28 (1997)

[Publications] F.B.McDonald et al.: "A comparative study of cosmic ray radial and latitudinal gradients in the inner and outer heliosphere" J.Geophys.Res.Vol.102 No.A3. 4643-51 (1997)

[Publications] G.M.Mason et al.: "New spectral and abundance features of interplanetary heavy ions in corotating interaction regions" Astrophys.J.Lett.vol.486 PT2. L149-52 (1997)

[Publications] J.B.Blake et al.: "Ulysses observations of short-period (<30 days) modulation of the Galactic cosmic rays" Geophys.Res.Lett.Vol.24 No.6. 671-4 (1997)

[Publications] M.Ugai et al.: "Computer studies on the spontaneous fast reconnection mechanism in three dimensions" Phys.Plasmas. vol.3 no.3. 853-862 (1996)

[Publications] M.Ugai: "Computer studies on dynamics of a large-scale magnetic loop by the spontaneous fast reconnection model" Phys.Plasmas. vol.3 no.11. 4172-80 (1996)

[Publications] K.Seki et al.: "Coexistence of Earth-origin O^+ and solar wind-origin H^++He^<++> in the distant magnetotail" Geophys.Res.Lett.vol.23 no.9. 985-8 (1996)

[Publications] H.Kawano et al.: "Quasi-stagnant plasmoid observed with Geotail on October 15,1993" J.Geomagn.Geoelectr.vol.48 no.5-6. 525-39 (1996)

[Publications] D.V.Reames et al.: "The spatial distribution of particles accelerated by coronal mass ejection-driven shocks" Astrophys.J.vol.466 PT1. 473-86 (1996)

[Publications] B.Heber et al.: "Spatial variation of >106 MeV proton fluxes observed during the Ulysses rapid latitude scan : Ulysses COSPIN/KET results" Geophys.Res.Lett.vol.23 no.12. 1513-16 (1996)

[Publications] T.L.Lim et al.: "ULYSSES observations of energetic particle acceleration and the superposed CME and CIR events of November 1992" Ann.Geophys.vol.14 no.4. 400-10 (1996)

[Publications] C.Rastoin et al.: "Time and space variations of the Galactic cosmic ray electron spectrum in the 3-D heliosphere explored by Ulysses" Astron.Astrophys.vol.307 no.3. 981-95 (1996)

長谷部信行愛媛大学, 工学部, 教授 (10127904)