金星電離大気流出成分及び流出量の太陽風変動依存性の解明

• Project/Area Number: 14J03613
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Space and upper atmospheric physics
• Research Institution: The University of Tokyo (2015-2016); Nagoya University (2014)
• Principal Investigator: 益永 圭 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 金星 / ひさき / 大気光 / 重力波 / 火星 / MAVEN / ピックアップイオン / 反射 / EXCEED / 極端紫外 / Venus Express / 太陽風相互作用

Outline of Annual Research Achievements

2014年のひさき衛星の観測によって明らかになった金星熱圏の極端紫外大気光の周期変動の理解を深めるため、2015年のひさき衛星の観測データを用いて大気光の周期変動について金星朝側と夕方側の比較を行った。その結果、4日周期の変動が特に金星の朝側で支配的になることが明らかになった。金星の中層大気では大気が4日で循環（スーパーローテーション）していることが知られているが、先行研究との比較の結果、スーパーローテーションする大気層から熱圏へ伝搬する大気重力波が熱圏の酸素原子の密度変動を引き起こしている可能性があることが明らかになった。この内容は国際学術誌Icarusに掲載された。
また、Masunaga et al. [2016]によって発見された火星周辺の酸素ピックアップイオンの磁気シース反射現象の理解を深めるため、イオン反射現象がどれほどの割合で起こるのかを定量的に評価した。酸素ピックアップイオンは火星超高層の中性大気の加熱および流出（スパッタリング）を引き起こす主な要素として知られており、特に過去の火星大気の流出に重要な役割を果たしてきたと考えられている。そのため、火星からの大気流出現象を理解する上で、酸素ピックアップイオンの運動を理解することは重要である。MAVENの約１年分データを統計的に解析した結果、酸素ピックアップイオンの平均反射率は14%であることがわかった。また、太陽風への依存性も調べたところ、太陽風磁場強度が6nTを超えるような激しい太陽風状態のときは反射率は約40%まで増加することが明らかになった。この結果は、過去の激しい太陽風状態に晒された火星においてイオン反射は現在よりも多く起こっていたことを示唆している。この内容は国際学術誌JGRに掲載された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Dawn-dusk difference of periodic oxygen EUV dayglow variations at Venus observed by Hisaki (2017)
  • Author(s): Masunaga, K., K. Seki, N. Terada, F. Tsuchiya, T. Kimura, K. Yoshioka, G. Murakami, A. Yamazaki, C. Tao, F. Leblanc, and I. Yoshikawa
  • Journal Title: Icarus Volume: 印刷中 Pages: 102-110
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2016.12.027
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Statistical analysis of the reflection of incident O+ pickup ions at Mars: MAVEN observations (2017)
  • Author(s): Masunaga, K., K. Seki, D. A. Brain, X. Fang, Y. Dong, B. M. Jakosky, J. P. McFadden, J. S. Halekas, J. E. P. Connerney, D. L. Mitchell, and F. G. Epavier
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Space Physics Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 4089-4101
  • DOI: 10.1002/2016ja023516
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] O+ ion beams reflected below the Martian bow shock: MAVEN observations (2016)
  • Author(s): K. Masunaga, K. Seki, D. A. Brain, X. Fang, Y. Dong, B. M. Jakosky, J. P. McFadden, J. S. Halekas, and J. E. P. Connerney
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research, Space Physics Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 3093-3107
  • DOI: 10.1002/2016ja022465
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Periodic variations of oxygen EUV dayglow in the upper atmosphere of Venus: Hisaki/EXCEED observations (2015)
  • Author(s): Masunaga, K.; Seki, K.; Terada, N.; Tsuchiya, F.; Kimura, T.; Yoshioka, K.; Murakami, G.; Yamazaki, A.; Kagitani, M.; Tao, C.; Fedorov, A.; Futaana, Y.; Zhang, T. L.; Shiota, D.; Leblanc, F.; Chaufray, J.-Y.; Yoshikawa, I.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Planets Volume: 120 Issue: 12 Pages: 2037-2052
  • DOI: 10.1002/2015je004849
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical analysis of reflection of incident O+ pickup ions at Mars (2016)
  • Author(s): Masunaga, K., K. Seki, D. Brain, X. Fang, Y. Dong, B. M. Jakosky, J. P. McFadden, J. S. Halekas, and J. E. P. Connerney
  • Organizer: AGU fall meeting 2016
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（アメリカ）
  • Year and Date: 2016-12-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 火星磁気シースへ入射する酸素ピックアップイオンの反射率の導出とその太陽風依存性 (2016)
  • Author(s): 益永 圭、関 華奈子、Brain David、Fang Xiaohua、Dong Yaxue、Jakosky Bruce、McFadden James、Halekas Jasper、Connerney Jack
  • Organizer: 第140回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-11-19
• [Presentation] ひさきによって観測された金星熱圏極端紫外酸素大気光の周期変動の朝夕非対称 (2016)
  • Author(s): 益永圭、関華奈子、寺田直樹、土屋史紀、木村智樹、吉岡和夫、村上豪、山崎敦、垰千尋、Leblanc Francois, 吉川一朗
  • Organizer: 第140回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡福岡市）
  • Year and Date: 2016-11-19
• [Presentation] 火星磁気圏周辺における酸素イオン反射 (2016)
  • Author(s): 益永 圭、関 華奈子、Brain David、Fang Xiaohua、Dong Yaxue、Jakosky Bruce、McFadden James、Halekas Jasper、Connerney Jack
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-22
• [Presentation] Venus upper atmosphere as observed by Hisaki: Dayglow and ion tail (2016)
  • Author(s): Kei Masunaga、Kanako Seki、Naoki Terada、Fuminori Tsuchiya、Tomoki Kimura、Kazuo Yoshioka、Go Murakami、Atsushi Yamazaki、Chihiro Tao、Ichiro Yoshikawa
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-22
• [Presentation] Statistical analysis of O+ ion beams reflected below the Martian bow shock (2016)
  • Author(s): K. Masunaga, K. Seki, D. A. Brain, X. Fang, Y. Dong, B. M. Jakosky, J. P. McFadden, J. S. Halekas, and J. E. P. Connerney
  • Organizer: International GEMSIS and ASINACTR-G2602 Workshop: Future Perspectives of Researches in Space Physics
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2016-03-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 火星バウショック上で観測される酸素イオンビーム生成メカニズム (2016)
  • Author(s): 益永 圭, 関 華奈子, D. A. Brain, X. Fang, Y. Dong, B. M. Jakosky, J. P. McFadden, J. S. Halekas, and J. E. P. Connerney
  • Organizer: 太陽惑星系宇宙プラズマ中の重イオンに関する研究集会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2016-01-27
  • Invited
• [Presentation] ひさき衛星によって観測された金星極端紫外大気光の周期的変動とローカルタイム依存性 (2016)
  • Author(s): 益永 圭,関 華奈子,寺田直樹, 土屋 史紀,木村 智樹,吉岡 和夫,村上 豪,山崎 敦,垰 千尋,吉川 一朗
  • Organizer: 第１６回宇宙科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙科学研究所（神奈川県相模原市）
  • Year and Date: 2016-01-06
• [Presentation] Sunward O+ ion jets reflected below the Martian bow shock: MAVEN observations (2015)
  • Author(s): K. Masunaga, K. Seki, D. A. Brain, X. Fang, Y. Dong, B. M. Jakosky, J. P. McFadden, J. S. Halekas, and J. E. P. Connerney
  • Organizer: AGU fall meeting 2015
  • Place of Presentation: サンフランシスコ・米国
  • Year and Date: 2015-12-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] EUV oxygen dayglow at Venus observed by Hisaki/EXCEED (2015)
  • Author(s): K. Masunaga, K. Seki, N. Terada, F. Tsuchiya, T. Kimura, K. Yoshioka, G. Murakami, A. Yamazaki, M. Kagitani, C. Tao, A. Fedorov, Y. Futaana, D. Shiota, and I. Yoshikawa
  • Organizer: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • Place of Presentation: Texas
  • Year and Date: 2015-03-19
• [Presentation] The upper atmosphere of Venus observed by Hisaki/EXCEED (2015)
  • Author(s): K. Masunaga, K. Seki, N. Terada, F. Tsuchiya, T. Kimura, K. Yoshioka, G. Murakami, A. Yamazaki, M. Kagitani, C. Tao, A. Fedorov, Y. Futaana, D. Shiota, F. Leblanc, J. -Y. Chaufray, and I. Yoshikawa
  • Organizer: 惑星圏研究会2015
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2015-02-16
  • Invited
• [Presentation] Variation of the total oxygen ion content of Venusian ionosphere controlled by the solar wind: Hisaki/VEX observations (2014)
  • Author(s): 益永 圭,寺田 直樹,関 華奈子,土屋 史紀,木村 智樹,吉岡 和夫,村上 豪,鍵谷 将人,山崎 敦,二穴 喜文,垰 千尋,塩田 大幸,吉川 一朗
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 松本
  • Year and Date: 2014-10-31