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2014 Fiscal Year Research-status Report

太陽風中の非磁化天体の形成する電磁環境の研究

Research Project

Project/Area Number 24540480
Research InstitutionTohoku Institute of Technology

Principal Investigator

中川 朋子  東北工業大学, 工学部, 教授 (40222161)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords月 / 反射プロトン / 反射電子 / サイクロトロン共鳴 / 磁気流体波 / ホイスラ波 / かぐや衛星 / ULF/ELF
Outline of Annual Research Achievements

太陽風中の月のような障害物の夜側(下流側)表面は、電子だけが太陽風のバルク速度に逆らって到達できるため負に帯電し、この帯電による電場がさらなる電子の流入を阻害する一方、イオンについては流入を加速することが前年までの数値シミュレーションで示されていたが、実際の天体のサイズはデバイ長よりはるかに大きいため帯電の効果は限定的ではないかという批判があった。これに対し、天体サイズをデバイ長の32倍まで大きくした数値実験を行い、ウェイク中は電子の密度が低くデバイ長自体が長くなっていることに加え、天体の裏面までの長い距離にわたって帯電の電場による加速を受け続けるため、小さな天体よりも大きな天体のほうがむしろ障害物の背後にイオンが入りやすいことを示した。

また、かぐや衛星によって月の昼側で観測されていた低周波の磁場変動について、月面及び月固有磁場により反射したプロトン、電子それぞれについて、太陽風の磁気流体波との共鳴、太陽風中のホイスラ波との共鳴、ピッチ角分布の変形によるホイスラ波の励起、と、異なる過程によって0.01Hzの狭帯域ULF波、1Hzの狭帯域ELF波、0.1-10Hzの広帯域波が生成されることがわかってきた。月の夜側で観測される、反射後のサイクロトロン運動によって夜側ウェイク中に回り込んだプロトン(タイプⅡエントリープロトン)に伴う0.1-10Hzの広帯域波については、上記の昼間側で観測される波とは、電子の速度分布が全く異なることがかぐや衛星の粒子観測(
MAP/PACE)によりわかってきた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

数値シミュレーションの設定条件に不具合があり計算をやり直したため計算に遅れが出ている。また、かぐや衛星による磁場観測データから、地球磁気圏内でイオンサイクロトロン周期の波があることが新たに確認されたため、そのデータ解析を優先している。

Strategy for Future Research Activity

天体のスケールがデバイ長の32倍、64倍の粒子シミュレーションを進め、イオン流入に対する帯電の重要性を検証する。
夜側ウェイク中のタイプⅡエントリープロトンに伴うELF波の発生機構を解明するため、かぐや衛星のMAP/PACEによって観測された荷電粒子のピッチ角分布のデータの解析を進め、必要であれば1次元シミュレーションを行い、発生機構を検証する。
地球磁気圏中の月面上でイオンサイクロトロン周波数の波が観測されていたことが米国のアポロ計画による月面上の磁場観測から発見されたため、その発生位置や条件を、かぐや衛星の月周回軌道上から統計的に明らかにし、発生機構を検証する。
今年度が最終年度であるので、成果を論文にまとめ出版する。

Causes of Carryover

例年は海外で行われるAOGS会議が国内開催となり、海外旅費が少なくて済んだこと、成果公開のための出版費が年度をまたいでH26年度中に支払いが少なかったことによる。

Expenditure Plan for Carryover Budget

H27年度は成果公開のための出版費及び旅費が増える予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014

All Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] 月周辺におけるULFから下部ELFの周波数帯の磁場変動2015

    • Author(s)
      中川 朋子
    • Organizer
      平成26年度STE研究集会「太陽圏シンポジウム」および「太陽地球環境と宇宙線モジュレーション」
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-03-05
    • Invited
  • [Presentation] 月ウェイク中でタイプIIプロトン侵入に伴って観測されたELF波動の発生機構について2014

    • Author(s)
      中川朋子, KAGUYA/MAP/LMAG Team, 斎藤 義文
    • Organizer
      第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • Place of Presentation
      松本, キッセイ文化ホール
    • Year and Date
      2014-11-03
  • [Presentation] ULF/ELF Waves Detected by MAP/LMAG Magnetometer Onboard Kaguya around the Moon and in the Lunar Wake2014

    • Author(s)
      Nakagawa, T., H. Tsunakawa, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, M. Matsushima, and Y. Saito
    • Organizer
      AGU Chapman Conference on Low-Frequency Waves in Space Plasmas
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2014-09-01
    • Invited
  • [Presentation] ELF waves detected by MAP/LMAG magnetometer onboard Kaguya in the deepest lunar wake associated with the type-II entry of the solar wind ions2014

    • Author(s)
      Nakagawa, T., T. Nakashima, T. Wada, H. Tsunakawa, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, M. Matsushima, and Y. Saito
    • Organizer
      AOGS 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Royton Sapporo Hotel
    • Year and Date
      2014-07-30
  • [Presentation] 磁場を持たない障害物下流のウェイクへの太陽風プラズマの侵入2014

    • Author(s)
      中川 朋子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      横浜, パシフィコ横浜会議センター
    • Year and Date
      2014-05-01
  • [Presentation] かぐや衛星によって月の昼夜境界付近で観測された8Hzホイッスラー波2014

    • Author(s)
      橋本 彰, 中川 朋子, 綱川 秀夫, 高橋 太, 渋谷 秀敏, 清水 久芳, 松島 政貴,
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      横浜, パシフィコ横浜会議センター
    • Year and Date
      2014-05-01

URL: 

Published: 2016-05-27  

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