2009 Fiscal Year Annual Research Report
大振幅アルフベン波による宇宙プラズマ加熱プロセスの観測的検証
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21540465
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
松岡 彩子 Japan Aerospace Exploration Agency, 宇宙科学研究本部・宇宙プラズマ研究系, 准教授 (80270437)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 拓 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙プラズマ研究系, プロジェクト研究員 (80455469)
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| Keywords | プラズマシート / 磁気圏 / アルフベン波 / イオンサイクロトロン不安定 |
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| Research Abstract |
プラズマシートがどのようなプロセスで加熱されているのかは、磁気圏物理学における大きな課題である。Geotail衛星の電場・磁場およびプラズマ粒子データを用い、プラズマシート内で観測される大振幅の非圧縮電磁流体波動である、アルフベン波の解析を行った。その結果、地球磁気圏尾部において、多くの大振幅アルフベン波イベントが発見された。更に、プラズマの分布関数等との比較研究により、大きなエネルギーを運んでいるアルフベン波はイオンビームのサイクロトロン不安定によって立てられており、イオンビームの減衰と共にアルフベン波も減衰するらしいことがわかった。リコネクションによって生じたイオンビームのエネルギーが、アルフベン波のエネルギーとなり、それがプラズマシートの加熱に寄与していることが示唆された。アルフベン波の運ぶポインティングフラックスの出現頻度を、プラズマの特徴によって分類して解析した。大きなポインティングフラックスを持つアルフベン波は、イオンビーム等の特徴的な粒子構造に伴って現れることがわかった。これらの粒子構造の領域の頻度分布にエネルギーの期待値を乗ずることにより、磁気圏の構造に対して、アルフベン波がどのようなエネルギー分布を持つのか、統計的に求めることが出来る。粒子構造の領域の頻度分布は、太陽風の状況(速度、密度、惑星間空間磁場等)に依存して変化するので、アルフベン波が運ぶエネルギーの、太陽風の状況に対する依存も明らかになる。
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