2019 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 | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
坪内 健 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 客員研究員 (60397601)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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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速中性粒子（ENA）の元の成分と考えられている星間空間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) 太陽風によって運ばれる磁場反転シートとの相互作用によって太陽圏界面に磁気リコネクションが発生する過程が、視線方向に積分したPUIエネルギー密度の空間構造に反映されるときの特徴を、2次元ハイブリッドシミュレーションの計算データを用いて解析した。ENAとして観測されるためには、その起源粒子であるPUIの速度分布が磁場に垂直なリング状に保たれる必要があり、この条件を満たすのが太陽風側と星間プラズマ側で磁力線の再結合が起こった領域に限られていることが示された。これより、観測されるENAの空間構造に切断が見られる場合、その領域に磁気リコネクションが発生している可能性があることを示唆した。
(2) 太陽風と星間プラズマの接触によって形成される、終端衝撃波から太陽圏界面に至る太陽圏外縁（ヘリオシース）構造を1次元ハイブリッドシミュレーションで再現し、特に終端衝撃波下流域におけるプラズマ特性とPUI相対密度との関連性について検証した。PUI密度の増加が、衝撃波でのエネルギー散逸による太陽風プラズマの加熱率の低下とエネルギー密度の大半のPUIへの分配に至ることを確認した。またプラズマの総エネルギー密度自体の増加ももたらしてヘリオシースを押し広げる効果を持つことから、観測されたヘリオシースの厚みから逆にPUI密度を推定する可能性の検討に入った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
太陽圏界面でケルビン=ヘルムホルツ不安定の成長に追随するPUI密度構造の変動過程に関する成果をまとめた論文が現在査読中の状況にあるが、査読者からより計算規模を大きく取った追加のシミュレーションを要求されており、これに対応するための計算時間に大きく費やされた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究期間は終了しているが補助事業期間延長の申請が承認されたことを受け、今後は本計画で得られた、まだ論文として公表していない残りの成果についても論文による発表を進めていく。
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| Causes of Carryover |
現在投稿中の論文において査読過程が継続中でまだ受理されておらず、また本研究計画の成果となる別論文についても投稿を控えていることから、これらの出版関連費用として使用する。
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