2017 Fiscal Year Research-status Report
太陽圏境界領域における多成分プラズマのエネルギー分配メカニズムの研究
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17K05666
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
坪内 健 東京工業大学, 理学院, 東工大特別研究員 (60397601)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 太陽圏 / ピックアップイオン / ヘリオポーズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽圏境界領域で発生するプラズマ構造の成長過程およびこれに伴う粒子成分のエネルギー・空間分布変動を数値シミュレーションで検証する本研究において、特に太陽圏境界から地球へ飛来する高エネルギー中性粒子の元の成分と考えられているピックアップイオン（ＰＵＩ）のダイナミクスに関して以下の解析を進めた。
（１）ＰＵＩが太陽圏内部で受ける粒子加速過程として、太陽風中のプラズマ圧縮領域（ＣＩＲ）が連続して出現する系におけるＣＩＲ境界の衝撃波成長フェイズとＰＵＩのエネルギー獲得との関連性について考察し、衝撃波ドリフト加速から１次フェルミ加速に移行する二段階のメカニズムが働くことによってＣＩＲ単独の場合と比べて非常に効率の良い加速が生じることを明らかにした。
（２） 太陽風プラズマー星間プラズマ間でせん断流が形成される太陽圏境界において期待されるケルビン・ヘルムホルツ不安定性（ＫＨＩ）の発展にPUIが及ぼす影響を検証した。ＰＵＩIの有無はＫＨＩの特性に無関係である一方、太陽圏境界環境の下では高密度の星間空間側が高マッハ数の状態にあることから、ＫＨＩによって誘起されたプラズマ密度・磁場変動がパルス状に成長することを確認した。このパルスに捕捉される形でPUI密度に局所的な濃淡のパターンが出現することを示し、これを境界層の法線方向に積分した分布図からは、IBEX衛星観測から見出された太陽圏境界構造の非定常性を示唆する結果が得られた。
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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
太陽圏内部からの粒子加速過程と境界領域の変動に起因した高エネルギー粒子密度分布に関する研究が着実に進み、当初の研究計画にほぼ沿った成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に従い、太陽圏境界に局在する高エネルギー粒子密集領域の非定常変動特性の解明に努める。今後は太陽圏境界の動的変動として別種の不安定である磁気リコネクションの影響に関する検証も進める他、高エネルギー粒子の供給源となる太陽圏内部での衝撃波加速についても新たなシミュレーションモデルを導入した計算も行う。
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| Causes of Carryover |
予算に計上していたデータ保存用のハードディスクだが、スーパーコンピュータを利用している京都大学における解析サーバ及びストレージシステムの使用が可能となったため当面の導入を見送り、当初の予定より１件増えた次年度の海外学会参加費に充てることにする。
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