内部磁気圏ＥＭＩＣ波動を用いた超熱的エネルギーイオン分布の解明と将来観測への応用

• 研究課題/領域番号: 16J02163
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 松田 昇也 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: あらせ / ERG / PWE / 電磁イオンサイクロトロン波動 / 内部磁気圏 / EMIC波動 / あらせ(ERG)衛星 / プラズマ波動 / プラズマ圏 / イオン組成

研究実績の概要

本年度は，2016年に打ち上げられたジオスペース探査衛星ERG（あらせ）に搭載したプラズマ波動観測器PWEによって取得されたデータを用いて，内部磁気圏で発生する電磁イオンサイクロトロン（EMIC）波動の観測例を収集した．観測された電磁界波形データを網羅的に周波数解析し，約一年間の定常観測期間におよそ200例の観測例があることを明らかにした．また，観測された電磁イオンサイクロトロン（EMIC）波動のダイナミックスペクトルに現れる微細構造（周期的に表れる周波数変動）の有無に着目し，大別される2種類の電磁イオンサイクロトロン（EMIC）波動の発生頻度分布の違いなどを議論した．その結果，磁気緯度毎・磁気地方時毎の発生頻度分布が微細構造の有無によって異なることが分かった．これらの違いは，2種類の電磁イオンサイクロトロン（EMIC）波動が発生する条件が異なることに由来していると考えられる．また，磁気緯度方向の分布の解明は，ERG（あらせ）の軌道が，磁気赤道域のみではなく低～中緯度帯まで観測可能であるために実現できた．他の衛星では実現不可能な観測であり，本研究ならではのユニークな成果であるといえる．本研究で得られた成果をもとに，観測されたEMIC波動の特性周波数解析を進め，大別された異なる特徴を持つ電磁イオンサイクロトロン（EMIC）波動の励起条件と，背景の超熱的エネルギーイオンの関係を明らかにしていくことが，内部磁気圏のプラズマ環境変動を紐解く鍵と成り得る．

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Onboard software of Plasma Wave Experiment aboard Arase: instrument management and signal processing of Waveform Capture/Onboard Frequency Analyzer (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Shoya、Kasahara Yoshiya、Kojima Hirotsugu、Kasaba Yasumasa、Yagitani Satoshi、Ozaki Mitsunori、Imachi Tomohiko、Ishisaka Keigo、Kumamoto Atsushi、Tsuchiya Fuminori、Ota Mamoru、Kurita Satoshi、Miyoshi Yoshizumi、Hikishima Mitsuru、Matsuoka Ayako、Shinohara Iku
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0838-0
  • NAID: 120006529720
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Plasma Wave Experiment (PWE) on board the Arase (ERG) Satellite (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Kasahara, Y. Kasaba, H. Kojima, S. Yagitani, K. Ishisaka, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, M. Ozaki, S. Matsuda, T. Imachi, Y. Miyoshi, M. Hikishima, Y. Katoh, M. Ota, M. Shoji, A. Matsuoka, and I. Shinohara
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0842-4
  • NAID: 120006517898
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magnetic Search Coil (MSC) of Plasma Wave Experiment (PWE) aboard the Arase (ERG) satellite (2018)
  • 著者名/発表者名: Ozaki Mitsunori、Yagitani Satoshi、Kasahara Yoshiya、Kojima Hirotsugu、Kasaba Yasumasa、Kumamoto Atsushi、Tsuchiya Fuminori、Matsuda Shoya、Matsuoka Ayako、Sasaki Takashi、Yumoto Takahiro
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0837-1
  • NAID: 120006517903
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Software-type Wave-Particle Interaction Analyzer on board the Arase satellite (2018)
  • 著者名/発表者名: Katoh Yuto et al.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 70 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/s40623-017-0771-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pulsating aurora from electron scattering by chorus waves (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Kasahara, Y. Miyoshi, S. Yokota, T. Mitani, Y. Kasahara, S. Matsuda, A. Kumamoto, A. Matsuoka, Y. Kazama, H. U. Frey, V. Angelopoulos, S. Kurita, K. Keika, K. Seki & I. Shinohara
  • 雑誌名: Nature 巻: 554 号: 7692 ページ: 337-340
  • DOI: 10.1038/nature25505
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High Frequency Analyzer (HFA) of Plasma Wave Experiment (PWE) onboard the Arase spacecraft (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, Y. Kasaba, H. Kojima, S. Yagitani, K. Ishisaka, T. Imachi, M. Ozaki, S. Matsuda, M. Shoji, A. Matsuoka, Y. Katoh, Y. Miyoshi, and T. Obara
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0854-0
  • NAID: 120006502577
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Data Processing in Software-type Wave-Particle Interaction Analyzer on board the Arase Satellite (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Hikishima, H. Kojima, Y. Katoh, Y. Kasahara, S. Kasahara, T. Mitani, N. Higashio, A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Takashima, S. Yokota, M. Kitahara, and S. Matsuda
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0856-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Wire Probe Antenna (WPT) and Electric Field Detector (EFD) of Plasma Wave Experiment (PWE) aboard the Arase satellite: specifications and initial evaluation results (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kasaba, K. Ishisaka, Y. Kasahara, T. Imachi, S. Yagitani, H. Kojima, S. Matsuda, M. Shoji, S. Kurita, T. Hori, A. Shinbori, M. Teramoto, Y. Miyoshi, T. Nakagawa, N. Takahashi, Y. Nishimura, A. Matsuoka, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, and R. Nomura
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 69 号: 1 ページ: 2-18
  • DOI: 10.1186/s40623-017-0760-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Statistical Analysis of EMIC Waves Observed by Plasma Wave Experiment (PWE) aboard Arase (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, S., Y. Kasahara, Y. Miyoshi, R. Nomura, S. Kurita, M. Teramoto, Y. Kasaba, K. Ishisaka, M. Shoji, A. Matsuoka
  • 学会等名: AOGS 15th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Strategy of EMIC Wave Observation by Arase/PWE and its Initial Results (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, S., Y, Kasaba, M. Shoji, M. Teramoto, S. Kurita, Y. Miyoshi, A. Matsuoka, Y. Kasahara, K. Ishisaka, Keigo, R. Nomura
  • 学会等名: AT-RASC 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Onboard Processing on Plasma Wave Experiment (PWE) aboard the Arase Satellite (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, S., Y. Kasahara, H. Kojima, Y. Kasaba, S. Yagitani, M. Ozaki, T. Imachi, K. Ishisaka, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, M. Ota, S. Kurita, Y. Miyoshi, M. Hikishima, A. Matsuoka, I. Shinohara
  • 学会等名: PIERS 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Statistical Analysis of EMIC Waves Observed by Plasma Wave Experiment (PWE) aboard Arase (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, S., Y. Kasahara, Y. Miyoshi, R. Nomura, S. Kurita, M. Teramoto, Y. Kasaba, K. Ishisaka, M. Shoji, A. Matsuoka
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Plasma Wave Experiment (PWE) On Board The Arase (ERG) Satellite ~Specification And Initial Observation Report~ (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiya KASAHARA, Yasumasa KASABA, Hirotsugu KOJIMA, Satoshi YAGITANI, Keigo ISHISAKA, Atsushi KUMAMOTO, Fuminori TSUCHIYA, Tomohiko IMACHI, Mitsunori OZAKI, Shoya MATSUDA, Mamoru OTA, Hiroki OKUDA, Mitsuru HIKISHIMA, Ayako MATSUOKA, Kazushi ASAMURA, Takeshi TAKASHIMA, Yoshizumi MIYOSHI, Iku SHINOHARA
  • 学会等名: AOGS 14th Annual Meeting
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2017-08-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Initial Report of the Onboard Frequency Analyzer/Waveform Capture (OFA/WFC) on board the ERG(ARASE) Satellite and its Calibration Technique (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Hirotsugu Kojima, Yasumasa Kasaba, Tomohiko Imachi, Mitsunori Ozaki, Satoshi Yagitani, Keigo Ishisaka, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, Mamoru Ota, Yoshizumi Miyoshi, Ayako Matsuoka, Mitsuru Hikishima, and Iku Shinohara
  • 学会等名: 32nd URSI GASS
  • 国際学会
• [学会発表] Onboard Processing on PWE OFA/WFC (Onboard Frequency Analyzer/Waveform Capture) aboard the ERG (ARASE) Satellite (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Hirotsugu Kojima, Yasumasa Kasaba, Satoshi Yagitani, Mitsunori Ozaki, Tomohiko Imachi, Keigo Ishisaka, Satoshi Kurita, Mamoru Ota, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, Miyoshi Yoshizumi, Ayako Matsuoka, Mariko Teramoto and Iku Shinohara
  • 学会等名: GU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Onboard Processing on PWE OFA/WFC (Onboard Frequency) Analyzer/Waveform Capture) aboard the ERG(ARASE) Satellite (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Hirotsugu Kojima, Yasumasa Kasaba, Satoshi Yagitani, Mitsunori Ozaki, Tomohiko Imachi, Keigo Ishisaka, Mamoru Ota, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, Yoshizumi Miyoshi, Ayako Matsuoka, Iku Shinohara
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Initial Results of Polarization Analyses and Direction Finding of Plasma Waves via the Continuous Cross-Spectrum Measurement by Arase/PWE (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuda, Y. Kasahara, H. Kojima, Y. Kasaba, S. Yagitani, M. Ozaki, T. Imachi, K. Ishisaka, S. Kurita, M. Ota, Y. Miyoshi, A. Matsuoka and I. Shinohara
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
• [学会発表] Current Status and Planning of The Plasma Wave Experiment (PWE) onboard the ERG Satellite (2016)
  • 著者名/発表者名: Kasahara Y., Y. Kasaba, H. Kojima, S. Yagitani, T. Imachi, M. Ozaki, S. Matsuda, K. Ishisaka, F. Tsuchiya, A. Kumamoto
  • 学会等名: Asia-Pacific Radio Science Conference 2016
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cold heavy ion composition in the lower plasmasphere estimated from lightning induced EMIC waves (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, S., Y., Kasahara, Craig A. Kletzing
  • 学会等名: JpGU Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] ERG衛星プラズマ波動観測データの地上データ処理・較正システムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥田 拓希，松田 昇也，太田 守，笠原 禎也，笠羽 康正，土屋 史紀，小嶋 浩嗣，井町 智彦，後藤 由貴，三好 由純
  • 学会等名: JpGU Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] ERG搭載プラズマ波動観測器PWEにおける受信器特性の機上較正手法の実装 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松田 昇也, 笠原 禎也, 小嶋 浩嗣, 笠羽 康正, 井町 智彦, 尾崎 光紀, 八木谷 聡, 石坂 圭吾, 櫻井 勢一郎
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] ERG衛星プラズマ波動観測データの地上データ処理の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥田 拓希, 松田 昇也, 太田 守, 笠原 禎也, 笠羽 康正, 土屋 史紀, 小嶋 浩嗣, 井町 智彦, 後藤 由貴, 三好 由純
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Investigation of ion components in the plasmasphere using plasma wave observations (2016)
  • 著者名/発表者名: Nomura, K., Y. Miyoshi, S. Kurita, S. Matsuda, K. Keika, M. Shoji, S. Machida, Y. Kasahara, N. Kitamura, O. Santolik, C. Kletzing, S. A. Boardsen, J. Wygant
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Variation in Crossover Frequency of Ion Cyclotron Whistlers in the Lower Plasmasphere (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, S., Y., Kasahara, Craig A. Kletzing
  • 学会等名: AOGS 13th Annual Meeting
  • 発表場所: Beijing
  • 国際学会