2021 Fiscal Year Research-status Report
低アルフヴェン・マッハ数の太陽風に対する地球磁気圏・電離圏の応答の研究
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19K03947
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
西野 真木 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 宇宙航空プロジェクト研究員 (50466794)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アルフヴェン・マッハ数 / 太陽風 / 磁気圏 / 磁気圏プラズマ輸送 / 宇宙天気予報 / 低密度太陽風 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で調べる低Alfven Mach数の太陽風は、密度が低い場合に特に顕著となることが多い。そこで、低密度太陽風の場合とそうでない場合の磁気圏の比較をおこなうため、惑星間空間磁場(IMF)が北向きかつ高密度の太陽風の場合に着目して近尾部プラズマシートの詳しいデータ解析をおこない、2020年度に論文を投稿していた。査読者のコメントに基づいてグローバルMHD計算との比較をおこない、観測と矛盾のない結果を得た。(論文はNishino et al. JGR (2022)として出版済)
また、低密度太陽風のときのGeotailとClusterの同時観測イベントを解析した。両衛星による観測とグローバルMHD計算を合わせ、低密度太陽風かつParkerスパイラル磁場のときに地球磁気圏が朝方側に大きく傾くとともに、磁気圏境界面では高速流が頻繁に観測されることを示した。昼側で観測された高速流は継続的なリコネクションを示すとともに、高速流の反転と磁場の減少が見られたためX-lineが衛星のごく近くを通過したことがわかる。また、朝方側の磁気圏境界層で長時間にわたって観測された高速流もおそらくリコネクションによる加速を示しているが、他の可能性が排除できたわけではなく、今後さらに詳細な研究が必要である。(論文投稿準備中)
さらに、先行研究で報告されたsub-Alfvenic太陽風のイベントについて、磁気圏昼間側にいたGeotail、月周辺にいたARTEMIS等のデータを詳細に比較し、各地点でのAlfven Mach数を求めるなどして解析を進めている。(論文執筆中)
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
進捗が遅れている主な理由は2つある。一つは昨年度に引き続き、コロナ禍のため出張が難しくなったことによる。直接会って議論するタイプの共同研究(特に磁気圏電離圏結合に関する新たな共同研究)に着手することができなかった。
もう一つは、Clusterのデータの単位変換を含めた扱い方に慣れるまでに時間を要したことによる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在解析を進めているsub-Alfvenic太陽風のイベントについて、グローバルシミュレーションとの比較を試みる。グローバルシミュレーションでは通常のsuper-Alfvenicの場合と異なり太陽風上流側の境界条件を工夫する必要があるため、共同研究者と相談しながら計算を実行する予定である。
また、その他のイベントについてはERG衛星のデータを用いて内部磁気圏のリングカレントの様子を調べるとともに、SuperDARNの電離圏プラズマ対流データから磁気圏電離圏結合を調査する。なお、特に磁気圏電離圏結合については共同研究者とオンラインでミーティングを実施しながら研究を進めていくことにした。
さらに、いくつかの低密度太陽風イベントでは磁気リコネクションのX-line近傍を観測したと思われるデータがあり、イオンと電子の加速・加熱の様子を分布関数レベルで詳しく調べる予定である。
全体的に研究の進捗が遅れており、研究期間の延長の申請をする可能性が高い。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により出張をすべて取りやめたため、未使用額が発生した。また受理された論文の出版費用は別経費から支出することができたため、その額が未使用となった。
感染症が収束していった場合には、主として磁気圏電離圏結合の共同研究を進めていくため議論のための出張経費として使用する。しかし2020-2021年度と同様に出張が難しい場合には、これまでにおこなった解析の結果を早期にまとめて論文として出版していくことを優先し、その経費として使用する予定である。
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[Presentation] On the origin of cold-dense plasmas in the dusk magnetotail plasma sheet: MMS and Geotail observations2021
Author(s)
Masaki N. Nishino, Yoshifumi Saito, Hiroshi Hasegawa, Naritoshi Kitamura, Yukinaga Miyashita, Tsugunobu Nagai, Barbara L Giles, Christopher T Russell, Daniel J Gershman, Lutz Rastaetter, Masha M Kuznetsova
Organizer
日本地球惑星科学連合2021年大会
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