2013 Fiscal Year Annual Research Report
３次元全粒子シミュレーションによる月面磁気異常と太陽風の運動論的相互作用の研究
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23340148
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
臼井 英之 神戸大学, その他の研究科, 教授 (10243081)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 月面磁気異常 / 粒子シミュレーション / 太陽風 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
かぐや衛星により月面近傍での太陽風イオン反射や粒子加熱が頻繁に観測され、月面磁気異常と太陽風の相互作用が強く示唆されている。磁気異常のスケールは太陽風イオン慣性長と同等またはそれ以下であり、この相互作用の本質的理解にはMHD近似ではなく太陽風プラズマの粒子効果を含めた解析が必須である。そこで本研究では、特にイオンスケールから電子スケールを含む高度100kmまでの領域に着目し、そこでの小型磁気圏形成とそれに関連した宇宙プラズマ現象について3次元全粒子シミュレーション解析を実行し、月面磁気異常領域のプラズマ環境を解明する。
3次元全粒子シミュレーション解析に先立ち平成24年度に実施した2次元シミュレーションにおいて、磁気異常上空におけるプラズマ空間分布および電界形成に関してこれまでわからなかった新しい知見が得られた。太陽風と月面磁気異常の相互作用で形成される小規模磁場領域では電子は磁場に捕捉されるため、イオンと電子の挙動の違いによる電荷分離電界が局所的に発生する。それによって非磁化イオンも間接的に小型磁場の影響を受け、結果としてメソスケールの磁気圏が形成されることを明らかにした。平成25年度は、この2次元シミュレーション結果の重要性に鑑み、計画を変更して引き続き2次元シミュレーションの追加実施、解析を重点的に行った。得られた新しい知見は国際学会において招待講演等で発表を行った。並行して、3次元全粒子シミュレーション解析に向けた準備を開始した。
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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
平成24年度に得られた小型磁気圏形成に関する知見に関して、平成25年度は詳細な2次子シミュレーションを実施し、これによりメソスケール磁気圏に関するより詳細な形成過程を理解することが出来た。25年度の研究成果は複数の国際会議で招待講演を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度では、前年度までに得られた知見を基盤とし、別平面での2次元シミュレーションの実施、本格的な3次元シミュレーションの実施を行う予定である。宇宙プラズマの運動論的効果により、赤道平面において電子とイオンの間でダイナミクスの大きな違いが出てくると予想されるが、この点について特に着目したい。
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