木星極軌道探査機ＪＵＮＯとＬＷＡの同時観測による木星電波放射ビーム構造の研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K05570
• Research Institution: Kochi National College of Technology
• Principal Investigator: 今井 一雅 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (20132657)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 木星電波 / 放射機構 / 地上観測 / 木星探査機 / モジュレーションレーン / 電波源の位置 / ビーム構造 / 偏波特性

Outline of Annual Research Achievements

2016年7月に木星に到達した木星極軌道探査機ＪＵＮＯと、アメリカにある世界最高レベルの感度を持つ低周波電波望遠鏡ＬＷＡを使った木星電波観測を行っている。本研究では、これらの観測により、木星電波の緯度方向の電波放射ビーム特性を調べ、木星電波放射機構を解明する上で最も重要な課題となる木星電波放射ビーム構造を3次元的に明らかにすることを目的としている。平成28年度は、この準備段階として、研究協力者と一緒に今までにＬＷＡで観測された木星電波の解析を行い、国際会議で3件の発表を行った。ＬＷＡの観測データについては、木星電波のダイナミックスペクトラム上に見られる斜めの縞状構造のモジュレーションレーンに着目し、偏波特性を考慮したモジュレーションレーンの傾きの解析を集中的に行った。このモジュレーションレーンの測定によって、木星電波源の位置が推定でき、従来から同定されている木星電波源の衛星イオの位置に関連するIo-CとIo-Bについて、電波源の位置に異なる領域があることを見いだした。それらを新たにIo-C'とIo-B'を呼ぶことにし、その電波源の領域が、衛星イオを貫く磁力線の根元で最もオーロラ発光強度が高い経度と一致するという重要な情報が得られた。また、ＪＵＮＯとの同時観測を行うために、ＬＷＡの観測時間を確保しデータの収集を最優先に行った。このために、ＪＵＮＯとＬＷＡの木星電波観測条件のシュミレーションも行った。今後、ＪＵＮＯとＬＷＡの木星電波データの比較により、木星電波の緯度方向のビーム構造を調べていく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究課題の進捗状況については、予定どおり進んでいる。特に、木星探査機ＪＵＮＯは木星の極軌道投入に成功しており、現在53日で木星を周回しており、順調に木星電波のデータが収集されている。また、ＬＷＡの同時観測も順調に行われており、当初の目的とするＪＵＮＯとＬＷＡの木星電波データの比較を行うことができる予定である。

Strategy for Future Research Activity

今後は、ＪＵＮＯの観測データとＬＷＡ観測データとの比較解析を進める。特に、ＬＷＡ観測データのダイナミックスペクトラム上に見られる斜めの縞状構造のモジュレーションレーンについては、偏波情報も考慮に入れてその縞状構造の傾きを測定し、様々な木星磁場モデルをベースにコンピュータシミュレーションを行うことにより電波源の存在する磁力線の位置を特定する。また、ＪＵＮＯで測定された詳細な木星磁場構造の新しい情報も含めて、電波源の位置関係と、3次元的なビーム構造との詳細な関係を明らかにしていく。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Middle Tennessee State University/Naval Research Laboratory/University of Iowa(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Middle Tennessee State University/Naval Research Laboratory/University of Iowa
  • # of Other Institutions: 3
• [Int'l Joint Research]
  • # of Other Countries: 1
• [Journal Article] Beaming structures of Jupiter's decametric common S-bursts observed from LWA1, NDA, and URAN2 radio telescopes (2016)
  • Author(s): Masafumi Imai, Alain Lecacheux, Tracy E. Clarke, Charles A. Higgins, Mykhaylo Panchenko, Jayce Dowell, Kazumasa Imai, Anatolii I. Brazhenko, Anatolii V. Frantsuzenko, Alexandr A. Konovalenko
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 826 Pages: -
  • DOI: 10.3847/0004-637X/826/2/176
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] LWA1モジュレーションレーンデータにより測定したIo-CとIo-Bの木星デカメートル波電波源のパラメータについて (2016)
  • Author(s): 今井一雅、Charles A. Higgins、今井雅文、Tracy Clarke
  • Organizer: 第140回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-11-21
• [Presentation] LWA1で観測された木星電波モジュレーションレーンのデータ解析の半自動化について (2016)
  • Author(s): 中山雄晟、今井一雅
  • Organizer: 第140回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-11-21
• [Presentation] Jovian Decametric Emission with the Long Wavelength Array Station 1 (2016)
  • Author(s): T. Clarke, C.H. Higgins, M. Imai, and K. Imai
  • Organizer: 8th International Workshop on Planetary and Solar Radio Emissions
  • Place of Presentation: Seggauberg, Austria
  • Year and Date: 2016-10-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Spectral Characteristics of Jupiter's Io-D Decametric Radio Source from the Long Wavelength Array Station1 (2016)
  • Author(s): C.H. Higgins, T. Clarke, K. Imai, M. Imai, F. Reyes, and J. Thieman
  • Organizer: 8th International Workshop on Planetary and Solar Radio Emissions
  • Place of Presentation: Seggauberg, Austria
  • Year and Date: 2016-10-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Io-C and Io-B Source morphology of Jupiter's Decametric Emissions from LWA1 Modulation Lane Data Analysis (2016)
  • Author(s): K. Imai, C.H. Higgins, M. Imai, and T. Clarke
  • Organizer: 8th International Workshop on Planetary and Solar Radio Emissions
  • Place of Presentation: Seggauberg, Austria
  • Year and Date: 2016-10-25
  • Int'l Joint Research