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惑星探査機で観測された木星電波の解析と波動の生成・伝搬過程の数値シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 13J01567
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 超高層物理学
研究機関京都大学

研究代表者

今井 雅文  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード木星磁気圏 / 木星電波 / レイトレーシング / 地上低周波電波望遠鏡 / 減衰レーン / オーロラ / 電波
研究実績の概要

木星極域オーロラ現象に関連する木星デカメートル(DAM)波・ヘクトメートル(HOM)波はそれぞれ数MHzから40MHzまでと200-300kHzから数MHzまでの周波数における自然電波放射であり、サイクロトロンメーザー理論で放射されると考えられている。木星DAM波・HOM波は地上・衛星観測の観測的観点や波動の生成・伝搬の理論的観点から、幅広く研究がなされているが、これらの電波の複雑な放射特性や観測の制約、統一的な数値シミュレーションコードの未構築により、未だに全貌が明らかとなっていない。本研究では、惑星探査機や地上低周波電波望遠鏡で観測された複雑な木星電波の電波放射構造をもとに、木星電波源や伝搬過程のプラズマ環境を定量的に見積もることができる、波動の生成・伝搬に関する統一的な枠組みを構築し、活用することを研究目的とする。
本年度は、(1)木星電波の電波伝搬を扱う理論研究と(2)地上低周波電波望遠鏡で得られた木星DAM波のデータ解析を行った。(1)に関しては、昨年度で得られた従来のレイトレーシングに加えて、電波強度を見積もれるようにレイトレーシングを拡張し、数値計算コードの開発を行った。それらのレイトレーシングの結果を比較したところ、木星HOM波の光線数が対数的な物理強度に比例していることを明らかにした。(2)に関しては、地理的な距離が1万kmまで離れた超高感度・広帯域低周波電波望遠鏡3台 (アメリカ・LWA1、フランス・NDA、ウクライナ・URAN2)を併用して、4例の木星DAM波の同時観測に成功した。それらの観測データの相関解析から木星電波のビーム幅に関するメカニズムの理解を進展させた。本年度に得られた主な研究成果は国内・国際学会で発表し、博士学位申請論文として提出し、私は博士(理学)の学位を授与された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Modeling Jovian hectometric attenuation lanes during the Cassini flyby of Jupiter2015

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Imai, Alain Lecacheux, Michel Moncuquet, Fran Bagenal, Charles A. Higgins, Kazumasa Imai, James R. Thieman
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 120 号: 3 ページ: 1888-1907

    • DOI

      10.1002/2014ja020815

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Characteristics of Jovian Low-Frequency Radio Emissions during the Cassini and Voyager Flyby of Jupiter2016

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Imai
    • 学会等名
      Symposium on Planetary Science 2016
    • 発表場所
      青葉記念会館(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Cross-correlation analysis of Jupiter's decametric common S-bursts using LWA1, NDA, and URAN2 radio telescopes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, A. Lecacheux, T.E. Clarke, C.A. Higgins, M. Panchenko, A.I. Brazhenko, A.V. Frantsuzenko, A.A. Konovalenko, K. Imai
    • 学会等名
      Symposium on Planetary Science 2016
    • 発表場所
      青葉記念会館(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Beaming Structures of Jupiter's Decametric Radiation from LWA1, NDA, and URAN2 Simultaneous Observations2015

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, A. Lecacheux, T.E. Clarke, C.A. Higgins, M. Panchenko, A.I. Brazhenko, A.V. Frantsuzenko, A.A. Konovalenko, K. Imai
    • 学会等名
      American Geophysical Union Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 改良レイトレーシングによる Cassini 探査機で観測された減衰レーンの研究2015

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Imai, Alain Lecacheux
    • 学会等名
      第138回地球電磁気・地球惑星圏学会総会・講演会
    • 発表場所
      理学部1号館(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Jupiter's decametric radio common observation campaign from LWA1, NDA, and URAN-2 in late 2014 and early 20152015

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, A. Lecacheux, T.E. Clarke, C.A. Higgins, M. Panchenko, A.I. Brazhenko, A.V. Frantsuzenko, A.A. Konovalenko, K. Imai
    • 学会等名
      Magnetospheres of the Outer Planets meeting
    • 発表場所
      アトランタ(アメリカ)
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Enhanced" Ray Tracing Study of the Attenuation Lanes in Jupiter’s Hectometric Radio Emission By Using Cassini Jupiter Encounter Data2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Imai, Alain Lecacheux
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 発表場所
      アメリカ・サンフランシスコ
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ray tracing survey on Jovian hectometric attenuation lanes2014

    • 著者名/発表者名
      今井雅文, Charles A, Higgins, Alain Lecacheux, 今井一雅, James R. Thieman
    • 学会等名
      第15回惑星圏研究会
    • 発表場所
      東北大学・青葉記念会館(官城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ray tracing study on attenuation bands within Jovian hectometric radiation2013

    • 著者名/発表者名
      今井雅文, Charles A. Higgins, Alain Lecacheux, 今井一雅, James R. Thieman
    • 学会等名
      Magnetosphere of the Outer Planets meeting
    • 発表場所
      Royal Olympic Hotel(ギリシャ・アテネ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ray tracing survey on modulation lanes associated with Jupiter's decametric radiaiton2013

    • 著者名/発表者名
      今井雅文
    • 学会等名
      11^<th> International School/Symposium for Space Simulations
    • 発表場所
      国立中央大学(台湾・桃園県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ray tracing study on Jovian hectometric attenuation lanes2013

    • 著者名/発表者名
      今井雅文, Charles A. Higgins, Alain Lecacheux, 今井一雅, James R. Thieman
    • 学会等名
      第134回地球電磁気・地球惑星圏学会総会・講演会
    • 発表場所
      高知大学総合研究棟(高知県高知市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://step0ku.kugi.kyoto-u.ac.jp/~imai/research.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-step.kugi.kyoto-u.ac.jp/imai/research.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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