複数の衛星による磁気圏プラズマ波動の研究

• 研究課題/領域番号: 06044110
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松本 紘 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (00026139)
• 研究分担者: BOUGERET Jea Observatoire de Paris, Research S ; ANDERSON Rog Univ. of Iowa, Dept. of Physics and Astrono, Research S ; 小嶋 浩嗣 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (10215254) ; GURNETT Dona Univ. of Iowa, Dept. of Physics and Astrono, Professor ; 村田 健史 愛媛大学, 工学部, 助手 (20274342) ; 笠原 禎也 京都大学, 工学部, 助手 (50243051) ; 八木谷 聡 金沢大学, 工学部, 助手 (30251937) ; 臼井 英之 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (10243081) ; 大村 善治 京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (50177002) ; 岡田 敏美 富山県立大学, 工学部, 助教授 (90008566) ; 筒井 稔 京都産業大学, 計算機科学研究所, 助教授 (10026172) ; 橋本 弘蔵 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (80026369) ; 長野 勇 金沢大学, 工学部, 教授 (50019775) ; 木村 磐根 京都大学, 工学部, 教授 (00025884) ; BOUGRET Jean-Louis Observatoire de Paris, Research Scientist ; ANDERSON Roger r. Dept. of Physics and Astronomy, Univ.of iowa, Research Scientist ; GURNETT D.A. アメリカ合衆国, アイオワ大学, 教授 ; BOUGERET J.L フランス, パリ天文台, 教授 ; ANDERSON R.R アメリカ合衆国, アイオワ大学, 助教授
• 研究期間 (年度): 1994 – 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 10,400千円 (直接経費: 10,400千円); 1995年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円); 1994年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
• キーワード: GEOTAIL / WIND / POLAR / ULYSSES / AKEBONO / INTERBALL / AKR / Type III Solar Burst / Freja

研究概要

平成7年度には、GEOTAIL衛星は、地球から30Re付近の近地球軌道にあり、WIND衛星も主に、昼間側の太陽風の定常観測状態にあった。一方、同年度8月には、ロシアの衛星INTERBALLが、3月には、米国の衛星POLARが打ち上げられ、ISTP衛星による磁気圏の総合観測体制がほぼ整ったといえる。これらの衛星のうち、INTERBALL、POLAR衛星は、打ち上げ後、まもないということで、具体的な共同観測については、来年度に行われる予定であり、本年度は、主に、WIND衛星との共同観測を昨年度までのAKEBONO、Freja,ULYSSES衛星との共同観測に加えて重点的に行った。以下に、交付申請書の調査研究実施計画の項目に従って研究成果を列挙する。
1.まず、惑星間衝撃波の観測でGEOTAILとWIND衛星で同時に観測を行った例において、WIND衛星で観測された磁場やプラズマの変化とそのGEOTAILでのある時間遅れでの観測、そしてそれに対応するプラズマ波動の強度の変化について解析を行った。その中には、衝撃波の到来とともにGEOTAILがバウショックを何度もよぎる現象がみられるものがあり、惑星間衝撃波の影響によりバウショックの位置が変化している様子を観測することができた。
2.磁気圏昼間側のショック領域全面で発生しているといわれている2fpエミッションの観測をWIND、GEOTAIL両衛星を用いて行い、その発生時間や周波数変化の時間差から、その発生領域がやはりショック全面にあることが確認された。現在その位置的な偏りについても、より多くのデータを集めて解析を行っている。
3.GEOTAILによって磁気圏内部で観測された「振幅変調をうけた電子プラズマ波」と同様な波形がWIND衛星によって太陽風中でも観測されていることがわかった。GEOTAILでの観測では、その波動の伝搬方向は外部磁場に対して平行、垂直の両者があることがわかっていたが、現在までのところWINDの方では平行伝搬のみがみつかっている。
4.POLAR衛星の打ち上げに伴う共同観測体制を整えるための情報交換をアイオワ大学と行っている。
5.POLAR衛星の打ち上げが遅れて本年度の3月になったため、具体的な共同観測は来年に執り行われることになる。
6.本研究課題に関連して投稿された論文リストは、本報告書の研究発表欄に列挙する。
以上が、交付申請書に書かれていた計画に対応する報告であるが、上述の他に、以下の項目についても共同研究を行った。
1.極域で観測されるイオンサイクロトロン波とイオンコニックス分布との相関をAKEBONO衛星とFreja衛星の共同観測で明らかにした。
2.極域で観測されるAKRの観測をGEOTAIL、WIND衛星で共同して行い、その観測が衛星の位置によってどのように変化してみられるかの評価をを行い、AKRの伝搬特性についての解析をおこなっている。
3.太陽バースト伝搬をGEOTAIL、WIND衛星で同時に観測し、その強度を比較することにより、両者の受信機の較正を行った。

研究成果

• [文献書誌] Hammond,C.M.,G.K.Crawford,J.T.Gosling,H.Kojima,J.L.Phillips,H.Matsumoto,A.Balogh,L.A.Frank,S.Kokubun,and T.Yamamoto: "Latitudinal structure of a Coronal Mass Ejection inferred from Ulysses and Geotail observations" Geophys.Res.Lett.22. 1169-1172 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Omura,Y.,H.Matsumoto,T.Miyake,and H.Kojima: "Electron beam instabilities as generation mechanism of electrostatic solitary waves in the magnetotail" J.Geophy.Res.101. 2685-2697 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kasaba,Y.,H.Kojima,H.Matsumoto,and T.Murata: "Search for Hectometric and Kilometric radiation from Jupiter by GEOTAIL spacecraft during the impact of Comet Shoemaker-Levy 9" Accepted for publication in J.Geomag.Geoelectr.(1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nagano,I.,S.Yagitani,H.Kojima,and H.Matsumoto: "Analysis of wave normal and Poynting vector of the Chorus emissions observed by GEOTAIL" Submitted to J.Geomag.Geoelectr.(1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kojima,H.,H.Matsumoto,S.Chikuba,S.Horiyama,M.Ashour-Abdalla,and R.R.Anderson: "GEOTAIL waveform observations of broadband/narrowband electrostatic noise in the distant tail" Submitted to J.Geophys.Res.(1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hammond, C.M., G.K.Crawford, J.T.Gosling, H.Kojima, J.L.Phillips, H.Matsumoto, A.Balogh, L.A.Frank, S.Kokubun, and T.Yamamoto: "Latitudinal structure of a Coronal Mass Ejection inferred from Ulysses and Geotail observations" Geophys.Res.Lett.22. 1169-1172 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Omura, Y., H.Matsumoto, T.Miyake, and H.Kojima: "Electron beam instabilities as generation mechanism of electrostatic solitary waves in the magnetotail" J.Geophys.Res.101. 2685-2697 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kasaba, Y., H.Kojima, H.Matsumoto, and T.Murata: "Search for Hectometric and Kilometric radiation from Jupiter by GEOTAIL spacecraft during the impact of Comet Shoemaker-Levy 9" Accepted for publication in J.Geomag.Geoelectr.(1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nagano, I., S.Yagitani, H.Kojima, and H.Matsumoto: "Analysis of wave normal and Poynting vector of the Chorus emissions observed by GEOTAIL" Submitted to J.Geomag.Geoelectr.(1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kojima, H., H.Matsumoto, S.Chikuba, S.Horiyama, M.Ashour-Abdalla, and R.R.Anderson: "GEOTAIL waveform observations of broadband/narrowband electrostatic noise in the distant tail" Submitted to J.Geophys.Res.(1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsumoto,H.,H.Kojima,T.Miyatake,Y.Omura,M.Okada,I.Nagano,M.Tsutsui: "Electrostatic Solitary Waves (ESW) in the Magnetotail:BEN Wave Forms Observed by GEOTAIL" Geophyisical Research Letters. 21. 2915-2918 (1994)
• [文献書誌] Nagano,I.,S.Yagitani,H.Kojima,Y.Kakehi,T.Shiozaki,H.Matsumoto,K.Hashimoto,T.Okada,S.Kokubun,T.Yamamoto: "Wave Form Analysis of the Continuum Radiation Observed by GEOTAIL" Geophyisical Research Letters. 21. 2911-2914 (1994)
• [文献書誌] Hashimoto,K.,H.Matsumoto,H.Kojima,T.Murata,I.Nagano,T.Okada,K.Tsuruda,T.Iyemori: "Auroral Myriametric Radiation Observed by GEOTAIL" Geophyisical Research Letters. 21. 2927-2930 (1994)
• [文献書誌] Kojima,H.,H.Matsumoto,T.Miyatake,I.Nagano,A.Fujita,L.A.Frank,T.Mukai,W.R.Paterson,R.R.Anderson: "Relation Between Electrostatic Solitary Waves and High Energy Plasma Flow in the Plasma Sheet Boundary Layer:GEOTAIL Observations" Geophyisical Research Letters. 21. 2919-2922 (1994)
• [文献書誌] Omura,Y.,H.Kojima,H.Matsumoto: "Computer simulation of Electrostatic Solitary Waves:A Nonlinear Model of Broadband Electrostatic Noise" Geophyisical Research Letters. 21. 2923-2926 (1994)
• [文献書誌] Okada,T.,K.Tsuruda,H.Hayakawa,M.Nakamura,T.Mukai,T.Yamamoto,A.Matsuoka,T.Terasawa,F.S.Mozer,S.Kokubun,H.Matsumoto: "GEOTAIL Observations of Electrostatic Waves in the Lower Hybrid Frequency Range in the Plasma Sheet Boundary Layer" Geophyisical Research Letters. 21. 2931-2934 (1994)