2019 Fiscal Year Research-status Report
FAST衛星の長期観測データを用いた地球極域からのイオン流出、イオン加速の研究
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19K14781
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
北村 成寿 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (80757162)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イオン流出 / FAST衛星 / FACTORS計画 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
FAST衛星の1998年頃の遠地点付近(高度3000-4100 km)のイオン、電子、電磁場のデータについての解析を進め、イオン流出イベント(高度1000 kmに投影したイオンフラックスが>10^7 /cm^2)を抽出し、イオンの平均フラックスが大きい(高度1000 kmに投影したイオンフラックスが>10^8 /cm^2)イオン流出は日照領域の昼側の磁気地方時(カスプ付近にあたる)では多数の観測例があるのに対して、夜側のオーロラ帯では地磁気擾乱時でもごく稀にしか観測されないことを示した。このことは将来の極域電磁気圏の衛星探査(FACTORS計画)においては、昼側のカスプ付近を十分にカバーして観測することがイオン流出全体の理解に対して必須であることを意味している。この初期成果についての論文執筆を進めている。並行して、観測された描像をFACTORS計画のワーキングチームにおける検討に還元し、数年内の衛星提案に向け観測機器等の検討に貢献し、検討を推進している。
また、従来から解析可能だったFAST衛星の(組成分析を行っていない)イオン計測器に加え、観測器の不具合によって今まで長年に渡って定量的な解析ができない状態が続いていたイオン組成計測装置のデータの一部の再較正が終了し解析可能になったために、再較正を行った米国ニューハンプシャー大のグループとそのデータを共同で解析し、1例の磁気嵐時について流出イオン組成の解析結果が初期成果(Zhao et al.)としてGeophysical Research Letters誌に受理された。
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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
FAST衛星のイオン計測器を中心としたデータ解析について、1998年頃のイオン流出イベントの検出等は順調に行われ、解析自体は順調に進んでいる。FACTORS衛星計画のワーキンググループが正式に発足し、解析結果をその詳細検討に生かすことを優先させ、衛星の検討に予想以上の時間を要したため、Earth Planet and Space誌への投稿に向けて準備している論文の仕上げがやや遅れている。
一方、FAST衛星のミッション終了から10年以上が経過しても較正に問題を抱えていたイオン組成計測装置のデータの一部の再較正がついに一部終了し解析可能になったため、較正を行ったニューハンプシャー大のグループとの共同研究を進展させ、論文出版に寄与することができた。この点は予想以上の進展である。
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| Strategy for Future Research Activity |
初期結果について早急に論文原稿を完成させEarth Planet and Space誌への投稿を行う。イオンのピッチ角(磁力線とイオン速度のなす角)は磁力線垂直方向への加速高度と観測を行った高度の磁場強度比を反映するため、イオンの大フラックス流出イベントに着目し、イオンのピッチ角分布について解析を行い、顕著な加速が起きている高度の推定を行う。
また、イオン流出イベントの抽出を他の時期にも拡張し、太陽天頂角だけでなく、太陽活動がどのようにイオン流出に影響するかの解析を進める。そして、太陽活動が中程度であった1998年のイオン流出の描像と比較することによって、そこからの変動分を評価し、経験的関係式の形で定量化する。これにより、イオン流出に対応する電離圏へのエネルギー流入(オーロラ粒子降り込み量等)と電離圏状態に大きく影響する太陽天頂角と太陽活動の影響を含めた3要素が複合してどのようにイオン流出フラックスを決定しているか明らかにできる。
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| Causes of Carryover |
論文の出版が2年度目にずれ込んだため。また、参加意義が大きいと期待される海外での国際学会が2年度目に複数存在するためそれに使用を予定。(但し、新型コロナウイルスの世界的蔓延の為、学会の中止やリモートのみでの開催となる状況が発生しており、さらなる変更の必要が生じる可能性が高い。)
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