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サブストームは、太陽風と磁気圏との相互作用によって磁気圏尾部に磁場のかたちで蓄えられたエネルギーが、粒子のエネルギーに変換することにより、爆発的に解放される過程である。人工衛星GEOTAILは、この物理過程の解明を目指すものであるが、1993年9月より1994年9月までは、おもに50Re(地球半径)より遠い磁気圏尾部において観測がおこなわれた。この研究では、地球に近いところに位置する静止衛星や地上の磁場変動の観測によりサブストームの発達の時間発展を明確にした後、遠方の磁気圏尾部の磁場やプラズマがどのように変動するかを、多くの事例解析をおこなったのち、統計的手法により、平均的な変動の描像を導きだしている。
サブストームの開始後に、地球からの距離にほぼ対応する時間差をもって、平均50Re程度の大きさのループ的な磁場構造をもつと考えられる強い半地球方向のプラズマの流れ、プラズモイド、が観測される。このことは、従来から知られていることではあるが、ほぼすべてのサブストームについて、プラズモイドがつくられると考えられることを示している。さらに、プラズモイドの性質について、いくつかの新しい知識が得られている。磁場構造については、磁気圏尾部に直角方向にも構造をもつことが多くあるが、それらは、必ずしも規則的ではないこと、また、中心部にコアが生成される割合も10%以下であることがわかる。プラズマについては、まわりのplasma sheetのプラズマと比較して、温度は高いが密度はあまり変わっていないことがわかる。磁場と粒子との圧力の和は、プラズモイドの前半分で大きくなるが、プラズモイドの到着する前に、lobeで磁場の圧力がかなり大きくなることがわかる。このような新しくわかったプラズモイドの性質は、その生成のメカニズムを考えるうえでも、また、シミュレーションの結果を評価するうえでも、重要な成果となっている。
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