太陽系プラズマにおける大振幅アルフェン波の非線型現象

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62540309
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 寺沢 敏夫 京都大学, 理学部, 助教授 (30134662)
• Keywords: 天体プラズマ / アルフェン波 / 非線型現象 / サイクロトロン共鳴加熱

Research Abstract

本研究は、太陽系プラズマの様々の局面で重要な役割を果たしていると考えられている大振幅アルフェン波に関わる物理現象、特にその非線型現象を理論的に調べることを目的とする。本年度の研究では、次の2つの項目に重点をおいて研究を行なった:(1)斜め〜垂直伝搬する磁気音波とイオンの非線型相互作用の研究、(2)大振幅アルフェン波乱流と非熱的粒子の非線型相互作用の研究。
(1)昨年度の研究において斜め〜垂直伝搬する磁気音波とイオンの間にはサイクロトロン周波数の低調波で起こる共鳴現象が重要であることを示した。今年度の研究により、磁気音波の振幅が平均磁場強度の50%を越えるような場合、波が単色であっても粒子の運動はもはや規則的でなくなることを見いだした(カオスの出現)。大振幅波内では粒子の運動がカオス的になることは、静電波の場合にはよく知られた事実となっているが、磁気音波の場合にも同様の結果が得られることはこの研究で初めて明らかにされたものである。
(2)発達したMHD乱流のもとでは、粒子はピッチ角散乱を受ける。乱流が様々な伝搬方向を持った成分から構成されているとき、粒子はエネルギー方向へも拡散される(統計的フェルミ過程)。我々は以前にこの加速過程に対する非線型効果(非共鳴乱流成分による粒子軌道の変形)の重要性を指摘していた。今年度の研究において、統計フェルミ加速が起きていたと考えられる彗星・太陽風相互作用領域の観測結果の検討から、彗星定在衝撃波近傍の被加速イオンのエネルギースペクトルの解釈にこの非線型効果が重要である可能性を見いだした。

Research Products

• [Publications] T.Terasawa: Geophysical Research Letters. 16. (1989)
• [Publications] T.Terasawa: Science. (1989)
• [Publications] T.Terasawa: Geophysical Monograph. (1989)