編隊衛星を用いたオーロラ電流系の解明

• 研究課題/領域番号: 16K05568
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 家田 章正 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (70362209)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: オーロラ爆発 / オーロラ電流系 / 磁気リコネクション / 電離圏電気伝導度 / 衝突周波数 / 酸素 / 電気伝導度 / 電荷交換衝突 / 国際情報交流（米国） / オーロラ / 電離圏 / 磁力線再結合 / 編隊衛星

研究成果の概要

地球の極域電離圏（高度100 km）では、数時間に一度、真夜中付近でオーロラが爆発的に増光する。このオーロラ爆発は、より遠方（高度5-20万km）の磁気圏尾部に流れる電流が、電離圏にショートする現象であると想像される。本研究では地上と衛星からの同時観測を用いてオーロラ爆発を解明した。特に、オーロラ爆発が10分周期で高緯度にジャンプする現象を理解し、また、地上と衛星からでは何故オーロラ爆発が異なって見えるのかを理解した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

オーロラは宇宙から降下する電子が地球の中性大気を励起することにより発生する。すなわち、オーロラ爆発は恒星大気と惑星大気が激しく相互作用していることを意味しており、オーロラ爆発を理解することは宇宙と地球の境界領域を理解することである。この近宇宙領域は国際宇宙ステーション（高度400 km）や気象衛星軌道(高度4万km)を含み、そこでの電磁気擾乱を理解することは人類の宇宙活動に貢献すると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] Finnish Meteorological Institute(フィンランド)
• [国際共同研究] University of California/Boston University(米国)
• [国際共同研究] 韓国天文宇宙科学研究院(韓国)
• [国際共同研究] University of Southampton/Lancaster University(英国)
• [国際共同研究] Finnish Meteorological Institute(フィンランド)
• [国際共同研究] University of California/Boston University(米国)
• [国際共同研究] 韓国天文宇宙科学研究院(韓国)
• [国際共同研究] University of Southampton/Lancaster University(英国)
• [雑誌論文] Ion‐neutral collision frequencies for calculating ionospheric conductivity (2020)
  • 著者名/発表者名: Ieda Akimasa
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Space Physics 巻: 125 号: 2
  • DOI: 10.1029/2019ja027128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images (2018)
  • 著者名/発表者名: Ieda Akimasa、Kauristie Kirsti、Nishimura Yukitoshi、Miyashita Yukinaga、Frey Harald U.、Juusola Liisa、Whiter Daniel、Nose Masahito、Fillingim Matthew O.、Honary Farideh、Rogers Neil C.、Miyoshi Yoshizumi、Miura Tsubasa、Kawashima Takahiro、Machida Shinobu
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0843-3
  • NAID: 120006537089
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Revisiting substorm events with preonset aurora (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyashita Yukinaga、Ieda Akimasa
  • 雑誌名: Annales Geophysicae 巻: 36 号: 5 ページ: 1419-1438
  • DOI: 10.5194/angeo-36-1419-2018
• [雑誌論文] Stepwise tailward retreat of magnetic reconnection: THEMIS observations of an auroral substorm (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Ieda, Y. Nishimura, Y. Miyashita, V. Angelopoulos, A. Runov, T. Nagai, H. U. Frey, D. H. Fairfield, J. A. Slavin, H. Vanhamäki, H. Uchino, R. Fujii, Y. Miyoshi, and S. Machida
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research Space Physics 巻: 121 号: 5 ページ: 4548-4568
  • DOI: 10.1002/2015ja022244
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Auroral substorm onset in satellite-based global images and ground-based all-sky images (2019)
  • 著者名/発表者名: Akimasa Ieda, Kirsti Kauristie, Yukitoshi Nishimura, Yukinaga Miyashita, Harald U. Frey , Liisa Juusola, Daniel Whiter, Masahito Nose, Matthew O. Fillingim, Farideh Honary, Neil C. Rogers , Yoshizumi Miyoshi, Tsubasa Miura, Takahiro Kawashima and Shinobu Machida
  • 学会等名: Japan geoscience union joint meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 電離圏電気伝導度を算出するための衝突周波数 (2019)
  • 著者名/発表者名: 家田 章正
  • 学会等名: 第146回 地球電磁気・地球惑星圏学会総会および講演会
• [学会発表] MMS衛星群とGeotail衛星によるサブストーム開始の同時観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 家田 章正, 北村 成寿, 齋藤 義文, 横田 勝一郎, Pollock Craig J., Giles Barbara L., Russell C. T., 町田 忍, 長井 嗣信, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 笠原 禎也, 三好 由純
  • 学会等名: 第144回 SGEPSS総会および講演会
• [学会発表] Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Ieda, S. Machida, Y. Miyoshi, T. Kawashima, T. Miura, K. Kauristie, Y. Nishimura, Y. Miyashita, G.K. Parks, M. O. Fillingim
  • 学会等名: Japan Geoscience Union meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Ieda, K. Kauristie, L. Juusola, Y. Nishimura, Y. Miyashita, D. H. Fairfield, H. U. Frey, M. O. Fillingim, D. Whiter, F. Honary, N. C. Rogers, Y. Miyoshi, and S. Machida
  • 学会等名: International conference on substorms 13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] オーロラキロメートル放射とオーロラ極方向拡大との関係：Geotail衛星と地上全天観測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 家田章正、宮下幸長、町田忍、三浦翼、川嶋貴大
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第142 回総会・講演会
• [学会発表] MMS satellites and EISCAT radar observations of dayside flow bursts (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Ieda, Y. Ogawa, S. Oyama, N. Kitamura, Y. Saito, S. Yokota, H. Hasegawa, S. Taguchi, K. Hosokawa, S. Machida, H. Uchino, T. Hori, C. J. Pollock, B. L. Giles, T. E. Moore, C. T. Russell, R. J. Strangeway, R. Nakamura, and J. L. Burch
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉市
  • 国際学会
• [学会発表] オーロラ爆発の衛星画像と全天画像による同時観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 家田章正,西村幸敏,宮下幸長,町田忍,川嶋貴大,三浦翼
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第140 回総会・講演会
  • 発表場所: 九州大学、福岡市