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宇宙・地上望遠鏡・探査機・及びモデルを融合させた木星磁気圏の粒子加速に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H01948
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

吉岡 和夫  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (70637131)

研究分担者 山崎 敦  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (00374893)
土屋 史紀  東北大学, 理学研究科, 准教授 (10302077)
木村 智樹  東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 准教授 (50578804)
北 元  東北工業大学, 工学部, 講師 (60756493)
垰 千尋  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (80552562)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード木星磁気圏 / 粒子加速 / プラズマ / イオトーラス / 紫外線 / 宇宙望遠鏡 / イオ / ひさき衛星 / ハッブル宇宙望遠鏡 / 惑星磁気圏 / 探査機 / 木星 / 電離圏 / 流星 / 放射線帯 / 衛星火山 / スペクトル診断 / プラズマパラメタ / 電子温度
研究開始時の研究の概要

先行研究と「ひさき」のこれまでの観測成果に基づき,我々は相対論的電子を生み出す木星の粒子加速に関して,衛星イオからの火山噴出物と太陽風等の外的要因に支配される物理仮説を提唱している.本研究では,木星磁気圏を支配する準定常的な粒子加速に対して,火山イベントなどの時間変動のある過程が及ぼす影響を「ひさき」,Juno,地上電波観測,数値モデルの4者連携により実証する.

研究成果の概要

本研究を通じて惑星分光観測衛星「ひさき」が取得した木星磁気圏のスペクトルの解析手法を確立し,巨大磁気圏におけるプラズマダイナミクスを説明する新たな理論を構築した.また,ワークショップを通じて国内外の研究者との技術交流を促進し,日本の惑星磁気圏研究の存在感を示せた.また,ハッブル宇宙望遠鏡を含む他の観測衛星や複数の地上観測装置との協調観測を主導し,多くの論文を国際学術誌に発表する成果を得た.さらに,本研究の成果と知見を基に次世代の宇宙望遠鏡の検討を進め,研究期間の最終年度にはJAXAの正式な次期探査ミッション候補として選出されるに至った.この活動の呼び水として,本科研費は大いに役立ったと言える.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本科研費研究を通して惑星磁気圏に関する理解が向上したと言える.電離圏電流の変動やオーロラ発光の変動,放射線帯からの電波放射の強度変動,モデル計算などを総合的に解析することで,木星磁気圏におけるプラズマダイナミクスを一連の流れとしてとらえるための枠組みを構築できた.この成果は,地球とは規模や強度がけた違いに大きい木星磁気圏を理解することで,対比的に我々が住む地球の磁気圏環境を理解できるという点でも極めて重要である.さらに,惑星磁気圏研究界における日本の研究者コミュニティの存在感を示すことにもつながった.また,多くの修士論文,博士論文の執筆にも寄与できたことは,研究分野の活性化に繋がる成果である.

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Colorado University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Constraints on Europa's water group torus from HST/COS observations2023

    • 著者名/発表者名
      Lorenz Roth, H. Todd Smith, Kazuo Yoshioka, Tracy M. Becker, Aljona Blocker, Nathaniel J. Cunningham, Nickolay Ivchenko, Kurt D. Retherford, Joachim Saur, Michael Velez, Fuminori Tsuchiya
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Astrophysics,

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Meteoric Ions on Ionospheric Conductance at Jupiter2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yuki、Terada Koichiro、Tao Chihiro、Terada Naoki、Kasaba Yasumasa、Leblanc Fran?ois、Kita Hajime、Nakamizo Aoi、Yoshikawa Akimasa、Ohtani Shinichi、Tsuchiya Fuminori、Kagitani Masato、Sakanoi Takeshi、Murakami Go、Yoshioka Kazuo、Kimura Tomoki、Yamazaki Atsushi、Yoshikawa Ichiro
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 127 号: 3

    • DOI

      10.1029/2022ja030312

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] . Long-term monitoring of energetic protons at the bottom of Earth’s radiation belt2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, K., Miyoshi, Y., Kurita, S., Teramoto, M., Tsuchiya, F., Yamazaki, A., Murakami, G., Kimura, T., Kita, H., Yoshikawa, I., and Kasaba, Y.
    • 雑誌名

      Space Weather

      巻: 19 号: 1

    • DOI

      10.1029/2020sw002611

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variation of Jupiter's Aurora Observed by Hisaki/EXCEED: 4. Quasi‐Periodic Variation2021

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Tao , Tomoki Kimura , Elena A. Kronberg , Fuminori Tsuchiya , Go Murakami , Atsushi Yamazaki , Marissa F. Vogt , Bertrand Bonfond , Kazuo Yosihoka , Ichiro Yoshikawa , Yasumasa Kasaba , Hajime Kita , Shogo Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research, Space Physics

      巻: 126 号: 2

    • DOI

      10.1029/2020ja028575

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Jovian UV Aurora's Response to the Solar Wind: Hisaki EXCEED and Juno Observations2019

    • 著者名/発表者名
      Kita H.、Kimura T.、Tao C.、Tsuchiya F.、Murakami G.、Yamazaki A.、Yoshioka K.、Ebert R.W.、Wilson R.J.、Allegrini F.、Clark G.、Connerney J. E. P.、Gladstone G. R.、Yoshikawa I.、Fujimoto M.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 124 号: 12 ページ: 10209-10218

    • DOI

      10.1029/2019ja026997

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transient Change of Io's Neutral Oxygen Cloud and Plasma Torus Observed by Hisaki2019

    • 著者名/発表者名
      Koga Ryoichi、Tsuchiya Fuminori、Kagitani Masato、Sakanoi Takeshi、Yoshioka Kazuo、Yoshikawa Ichiro、Kimura Tomoki、Murakami Go、Yamazaki Atsushi、Smith H. Todd、Bagenal Fran
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 124 号: 12 ページ: 10318-10331

    • DOI

      10.1029/2019ja026877

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Temporal variation of the Io plasma torus seen from Hisaki satellite2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, K., F. Tsuchiya, M. Kagitani, F. Bagenal, N. Schneider, G. Murakami, T. Kimura, A. Yamazaki, H. Kita, E. Nerney, I. Yoshikawa, and R. Hikida
    • 学会等名
      Magnetosphere of Outer planets 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The observational study for high energy particles below L=2.1 using Hisaki2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡和夫、吉川一朗、山崎敦,村上豪,木村智樹、北元,土屋史紀,三好由純,栗田怜,寺本万里子,吉川一朗
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The radial transport of plasmas around Jupiter’s inner magnetosphere with response to Io’s volcanic activity2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, K., F. Tsuchiya, M. Kagitani, T. Kimura, G. Murakami, D. Fukuyama, R. Hikida, F. Suzuki, A. Yamazaki, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      AGU Fall meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The influence of Io’s volcanic activity in 2015 on Jupiter’s magnetospheric dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, K., F. Tsuchiya, M. Kagitani, T. Kimura, G. Murakami, D. Fukuyama, R. Hikida, F. Suzuki, A. Yamazaki, I. Yoshikawa, and M. Fujimot
    • 学会等名
      MOP meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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