2012 Fiscal Year Annual Research Report
放射線帯マルチスケールシミュレーションによる相対論的電子の輸送加速過程の研究
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23340146
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
三好 由純 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (10377781)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齊藤 慎司 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60528165)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 放射線帯 / シミュレーション / 宇宙天気 / ホイッスラー / 波動粒子相互作用 |
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| Research Abstract |
本年度は、放射線帯のマルチスケールシミュレーションの開発を行った。具体的には、GEMSIS-GM(グローバルMHDシミュレーション）とGEMSIS-RB(相対論的テスト粒子コード）の結合計算により、太陽風動圧急増時の放射線帯電子の軌道の変化を調べた。その結果、磁気圏の中を伝搬するFastモード波動の速度と、電子のドリフト速度が一致するときに、効率的に電子が加速され、10分程度で1MeV以上のエネルギーを獲得できることがわかった。このような電子はきわめて限定的であるものの、強い加速を引き起こすことが可能であるため、今後の観測との比較研究が注目される。この結果については、COSPAR等の国際学会で発表された。また、放射線帯電子とホイッスラーモード波動との非線形波動粒子相互作用を計算するGEMSIS-RBWを新たに開発し、放射線帯電子のマイクロバースト現象についてのシミュレーションを行った。磁気圏で観測される典型的なホイッスラーコーラス波動を模擬し計算を行ったところ、コーラス波動の繰り返し周期に対応して、放射線帯電子のバーストが間欠的に観測されることが明らかになった。また、コーラス波動の内部変調構造に起因して、電子バーストにも変調がかかり、高周波の変動が形成されることも明らかになった。これらの結果については、学会等で報告されるとともに、Journal of Geophysical Researchにおいて発表された。
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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
マルチスケールシミュレーションの開発を進め、輸送・加速過程の要素研究について、MHD波動との相互作用、ホイッスラーモード波動との相互作用についての研究を推進しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
マルチスケールシミュレーションのうち、GEMSIS-GMとRBの結合計算については、磁気嵐程度の時間スケールでの長時間計算を実施する。また、今年度からは、課題2: RBSP衛星観測期間中に発生した放射線帯電子増加現象の研究に着手する。そのため、磁気嵐イベントの選定を早期に実施し、観測との比較を行う予定である。
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[Journal Article] Electron and wave characteristics observed by the THEMIS satellites near the magnetic equator during a pulsating aurora2012
Author(s)
Nakajima, A., K. Shiokawa, K. Sakaguchi, Y. Miyoshi, S. Lee, V. Angelopoulos, O. Le Contel, J. P. McFadden, J. W. Bonnell, K.-H. Fornacon, and E. Donovan
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 117
Pages: A03219
DOI
Peer Reviewed
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