| Project/Area Number |
20H00192
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Seki Kanako 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20345854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 泰信 国立極地研究所, 共同研究推進系, 教授 (00362210)
桂華 邦裕 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10719454)
平原 聖文 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50242102)
寺田 直樹 東北大学, 理学研究科, 教授 (70470060)
海老原 祐輔 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80342616)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥44,460,000 (Direct Cost: ¥34,200,000、Indirect Cost: ¥10,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
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| Keywords | 惑星大気進化 / 宇宙環境 / 固有磁場 / ハビタブル惑星 / 大気散逸 / 内部磁気圏 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、大気を持つ地球型惑星（地球、火星、金星）の比較に基づき、惑星大気・宇宙環境の理解に向けた２つの重要な要素（宇宙空間への大気散逸と内部磁気圏の形成）に、固有磁場強度が与える影響を解明することを目的としている。そのために、独自の多成分MHDモデルと内部磁気圏モデルを観測との比較を通して改良するとともに、多流体MHDモデルを新たに開発する。開発したモデルを用いて３つの主要課題(1. 惑星からの大気散逸の質量依存性、2.内部磁気圏の形成が大気・宇宙環境に与える影響、3. 固有磁場強度の変化による大気散逸機構の変化)を系統的に整理し、固有磁場強度が惑星大気・宇宙環境に与える影響を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Based on improvement and development of original numerical models through comparison with observations, we investigated the effects of intrinsic magnetic field strength on two important aspects (atmospheric escape and inner magnetosphere formation) to understand planetary atmospheres and space environments. The main results include: The magnetic storms tend to intensify when the intrinsic magnetic field is about 2/3 of the present Earth value. The effect of the intrinsic magnetic field strength on the atmospheric ion escape rate depends on the ratio of the solar wind dynamic pressure to the magnetic pressure of the planetary intrinsic magnetic field at high latitudes. The escape rate increases when the former is large, but decreases significantly when the latter is dominant. The planetary dipole magnetic field whose magnetic pressure is stronger than the solar wind dynamic pressure enables Earth/Venus-size planets to retain their atmospheres even under strong stellar XUV radiation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
惑星が長期に地球型生命生存に重要な液体の水（海）を保持してハビタブル惑星としての必要条件を満たせるかどうかは、惑星がどの程度の大気、特に温室効果ガスを保持できるかに左右される。本研究で得られた惑星表面磁場0から5000nT程度までの惑星の大気散逸等に関する成果は、固有磁場強度が惑星大気・宇宙環境に与える影響を系統的に明らかにし、活動度の高い恒星のまわりの地球型惑星がハビタブル環境を獲得するために固有磁場が必要か否か、という問いに答えるための基盤となる知見となっている。
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