Study of transport and distribution of O+ ions in geospace by multi-satellite observation and numerical simulation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01147
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
• Research Institution: Nagoya City University (2023); Nagoya University (2021-2022)
• Principal Investigator: Nose Masahito 名古屋市立大学, データサイエンス学部, 教授 (90333559)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松岡 彩子 京都大学, 理学研究科, 教授 (80270437) ; 熊本 篤志 東北大学, 理学研究科, 准教授 (00302076) ; 淺村 和史 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, 准教授 (50321568) ; 寺本 万里子 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10614331) ; 山本 和弘 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員 (30888730)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ジオスペース / 酸素イオントーラス / 電離圏イオン流出 / サブストーム / 沿磁力線方向低エネルギー酸素イオン(FALEO) / Warm plasma cloak

Outline of Final Research Achievements

Plasma in space (geospace) around the Earth usually consists mostly of H+ ions, but sometimes the proportion of O+ ions increases rapidly, sometimes accounting for more than half. This phenomenon has been attributed to the fact that low-energy O+ ions flowing out of the nightside auroral zone are transported directly along magnetic field lines to the nightside geospace, where they drift further eastward and are distributed from the morning side to the morning side.

Free Research Field

太陽地球系物理学、超高層物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ジオスペースにおけるO+イオンの存在は、電磁流体波動(アルフベン波動)の速度を低下させたり、プラズマ波動の分散関係を変化させたり、磁気リコネクションの成長率を変化させたりするため、そこで生起する数多くの現象を正確に理解するには、イオン組成の変化原因や変化領域を明らかにすることが極めて重要であり、学術的に重要な問題である。また、民間人の宇宙旅行や月開発が進められつつあり、人類が積極的にジオスペースを利用する近未来を見据えて、そこのプラズマ環境変動を詳しく知っておくことは非常に大きな社会的意義がある。