2017 Fiscal Year Annual Research Report
大規模運動論的シミュレーションで解き明かす内部磁気圏の物理素過程
Publicly Offered Research
| Project Area | Solar-Terrestrial Environment Prediction as Science and Social Infrastructure |
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| Project/Area Number |
16H01170
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
天野 孝伸 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00514853)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地球磁気圏 / 無衝突プラズマ / プラズマ波動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球の内部磁気圏領域は平均的には双極子磁場の支配的な低ベータ領域であるが，磁気嵐時などにはプラズマシートからのプラズマ供給によって，リングカレント粒子のプラズマ圧が磁気圧と同程度になることが分かっており，このような場合のプラズマダイナミクスを調べるのが本研究の大きな目的である．特に，内部磁気圏領域での低周波磁気流体(MHD)波動(ULF波動)の起源として考えられてきたプラズマ不安定性の理解を目指し，背景プラズマをMHDとし，リングカレント粒子のみを運動論的に扱う独自開発の数値シミュレーションモデルを用いて研究を行った．
内部磁気圏を模擬したモデルとして，磁力線の曲率を無視したスラブ配位のもとで，磁気圧とリングカレント成分のプラズマ圧力がバランスした平衡状態を初期条件とした数値シミュレーションを実施した．ここでリングカレント成分に温度異方性(Tperp > Tpara)を与えた場合は，パラメータによってミラー不安定性と電磁イオンサイクロトロン(EMIC)不安定性が励起され得る．ただし，本研究で考えるパラメータ領域ではEMIC不安定性の方がミラー不安定性よりも優勢である．ところが，初期にミラー不安定性の条件を満たさない場合であってもミラー不安定性に特徴的な磁気圧とプラズマ圧の負相関が現れることがシミュレーション結果から分かった．シミュレーションで得られた分布関数データの解析から，これは初期にEMIC不安定性によって励起されたAlfven波によるピッチ角散乱がbi-Maxwellian分布とは異なる分布を形成し，これがミラー不安定性に対する運動論的な不安定条件を満たすことが分かった．今後はこの過程が起こる条件，特に磁気圏物理への適用可能性について議論を進めていく予定である．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Theory, modeling, and integrated studies in the Arase (ERG) project2018
Author(s)
Seki Kanako、Miyoshi Yoshizumi、Ebihara Yusuke、Katoh Yuto、Amano Takanobu、Saito Shinji、Shoji Masafumi、Nakamizo Aoi、Keika Kunihiro、Hori Tomoaki、Nakano Shin’ya、Watanabe Shigeto、Kamiya Kei、Takahashi Naoko、Omura Yoshiharu、Nose Masahito、Fok Mei-Ching、Tanaka Takashi、Ieda Akimasa、Yoshikawa Akimasa
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Journal Title
Earth, Planets and Space
Volume: 70
Pages: 17
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Nonthermal Electrons at Quasi-perpendicular Collisionless Shocks2017
Author(s)
Amano, T., Matsumoto, Y., Kato, T. N., Hoshino, M.
Organizer
7th East-Asia Workshop on Laboratory, Space, Astrophysical Plasmas, Weihai, China
Int'l Joint Research / Invited
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