2016 Fiscal Year Research-status Report
宇宙望遠鏡と探査機の連携観測による回転磁気圏のエネルギー解放・輸送過程の解明
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16K17812
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
木村 智樹 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 基礎科学特別研究員 (50578804)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 木星 / 磁気圏 / エネルギー輸送 / オーロラ / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、数10MeVに至る高エネルギー粒子加速を駆動する、木星磁気圏の電磁エネルギー解放・輸送過程の解明を最終目的とする。研究代表者は、惑星分光観測衛星「ひさき」とハッブル宇宙望遠鏡による連携観測を初めて実施し、木星の高速自転と衛星イオのプラズマ供給が自励的に駆動する、内部駆動形の突発的オーロラ加速を発見した。本研究では、２０１６年に観測開始する木星極域探査機Junoを新たに加え、世界初の遠隔－極域その場同時連携観測から、内部駆動型の粒子加速で鍵となる①自励的エネルギー解放と、②木星近傍へのエネルギー輸送過程を解明し、内部駆動形粒子加速の存在を実証する。
実施計画に則り、平成２８度はひさきの観測に基づき、自励的エネルギー解放の素過程と見られる、磁気再結合の発生と、それを制御しうるイオからの質量供給の定量的関連付けを試みた。イオで大規模な火山活動が発生していた時期に、６ヶ月以上に渡り実施した、木星オーロラの長期連続監視から、突発的オーロラを約５０例同定した。イオから供給されるプラズマが最も濃密に滞留する、イオプラズマトーラスの紫外線発光を同時に監視することで、イオからのプラズマ供給率の見積もりを試みた。この見積もりに際して、プラズマトーラス中の交換型不安定等を仮定し、紫外線発光から、プラズマ供給率を定量的に導出する解析モデルを開発した。
このモデルによって見積もったプラズマ供給率と、オーロラ突発増光の出現頻度を比較した結果、イオから供給されるプラズマ質量の累積が、木星磁気圏の総質量に到達した時、初めて突発増光が頻発することが明らかになった。これは、仮に突発増光が磁気再結合に対応すると仮定すると、それらが発生するためには、定常状態の磁気圏に対して有意な「質量超過」が必要であることを示唆している。この結果は現在国際誌への投稿に向けて論文を準備中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画に則り内容を達成できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、２０１６年５月―８月に実施した、ひさき－ハッブル宇宙望遠鏡－Juno探査機の三者連携観測や、それ以降に実施している、Junoの極域その場観測などの多様なデータを統合し、自励的エネルギー解放や、磁気圏内の巨視的なエネルギー輸送の素過程を明らかにしていく予定である。
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[Presentation] Response of tail reconnection and energetic event to plasma mass loading monitored by Hisaki2017
Author(s)
Tomoki Kimura, Kazuo Yoshioka, Fuminori Tsuchiya, Yasutaka Hiraki, Chihiro Tao, Go Murakami, Atsushi Yamazaki, Masaki Fujimoto, Sarah Victoria Badman, Peter A Delamere, Fran Bagenal
Organizer
NASA Participating Scientist Program meeting for Hisaki/EXCEED
Place of Presentation
米国コロラド州ボウルダー
Year and Date
2017-01-25 – 2017-01-25
Int'l Joint Research
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[Presentation] Response of Jupiter's Aurora to Plasma Mass Loading Rate Monitored by the Hisaki Satellite During Io’s Volcanic Event2016
Author(s)
Tomoki Kimura, Kazuo Yoshioka, Fuminori Tsuchiya, Yasutaka Hiraki, Chihiro Tao, Go Murakami, Atsushi Yamazaki, Masaki Fujimoto, Sarah Victoria Badman, Peter A Delamere, Fran Bagenal
Organizer
AGU Fall meeting 2016
Place of Presentation
米国サンフランシスコ
Year and Date
2016-12-12 – 2016-12-12
Int'l Joint Research
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