2022 Fiscal Year Annual Research Report
あらせ衛星観測とシミュレーションによる放射線帯電子の非線形加速・散乱過程の理解
Project/Area Number |
20H01959
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
三好 由純 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10377781)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 昇也 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (20772213)
加藤 雄人 東北大学, 理学研究科, 教授 (60378982)
齊藤 慎司 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (60528165)
栗田 怜 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (90785495)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 放射線帯 / 数値シミュレーション / あらせ衛星 / 波動粒子相互作用 |
Outline of Annual Research Achievements |
地球周辺の高度1,000 kmから40,000 km付近の宇宙空間には、放射線帯(ヴァン・アレン帯)と呼ばれる高いエネルギーを持つ荷電粒子群が存在する。放射線帯に存在する電子群は、太陽からのプラズマ流(太陽風)の変化に応じて、その数が大きく増減する。「あらせ」衛星などによる新しい観測によって、非線形のプラズマ波動が電子の散乱や加速を引き起こし、放射線帯の電子の数が変化している様子が観測されてきた。しかし、衛星の観測データは衛星周辺の様子のみを計測するため、プラズマ波動が放射線帯の電子群全体に及ぼす影響はわかっていない。本年度の研究では、これまで提案した低周波数コーラス(LBC)による非線形波動粒子相互作用のモデル(Miyoshi et al., 2020)にもとづく数keVの電子が起こす脈動オーロラとMeVを超える相対論的電子バーストの同一性に関する検証を進めた。特に、このモデルが予言する降下電子の逆エネルギー分散構造について、観測ロケット(Namekawa, Miyoshi et al., 2023)や人工衛星観測(Shumko, Miyoshi et al., 2023)から得られたエネルギー分散構造とモデルにもとづくシミュレーションとの比較を行い、シミュレーションと観測データとがきわめてよい整合性を示すことが明らかになり、学術論文として報告した。この逆エネルギー分散構造は、従来のモデルでは説明できず、研究代表者らが提案したLBCが磁力線に沿って伝搬しながら異なるエネルギーの電子を散乱させるというモデルに特徴的なものである。上記の逆エネルギー分散構造の同定によって、本モデルの妥当性が実証され、相対論的電子バーストが脈動オーロラに付随して起こるという新しい描像がが明らかになった。
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Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(20 results)
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[Presentation] Evolution of energy spectrum during electron accelerations in the outer radiation belt2023
Author(s)
Y. Miyoshi, S, Saito, S. Kurita, S. Matsuda, Y. Katoh, R. Kataoka, S. Imajo, T. Hori, S. Nakamura, T. Mitani, I. Shinohara, T. Takashima, N. Higashio, S. Kasahara, S. Yokota, K. Keika, K. Asamura, A. Matsuoka, F. Tsuchiya, A. Kumamoto, and Y. Kasahara
Organizer
SGEPSS
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[Presentation] In-situ observations of plasma/particle distribution function and plasma waves by the Arase satellite2023
Author(s)
Y. Miyoshi, K. Asamura, Y. Kazama, S. Saito, S. Kurita, S. Matsuda, Y. Katoh, S. Imajo, M. Shoji, T. Hori, C-W. Jun, S. Nakamaura, S.-Y. Wang, S. Kasahara, S. Yokota, T. Mitani, N. Higashio, Y. Kasahara, H. Kojima, A. M
Organizer
7th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Activities of low-frequency plasma waves in the dayside magnetospehre observed by the Arase satellite2023
Author(s)
Y. Miyoshi, C-W. Jun, R. Chen, Y. Kasahara, S. Matsuda, K. Asamura, T. Hori, S. Nakamura, S. Kurita, Y. Katoh, I. Shinohara, S. Kasahara, S. Yokota, K. Keika, T. Mitani, T. Takashima, N. Higashio, F. Tsuchiya, A. Kumamoto, and A. Matsuoka
Organizer
AGU fall meeting 2023
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Energetic electron precipitation associated with pulsating aurora2023
Author(s)
Y. Miyoshi, K. Hosokawa, S. Saito, Y. Obayashi, Y. Ogawa, S-I. Oyama, S. Kurita, K. Asamura, P. T. Verronen, A. Kero, E. Turunen, Y. Kazama, S. Kasahara, S. Yokota, T. Mitani, T. Takashima, I. Shinohara, N. Higashio, T. Hori, C-W. Jun,
Organizer
AGU fall meeting 2023
Int'l Joint Research / Invited