| 研究課題/領域番号 |
20H00192
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
関 華奈子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20345854)
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| 研究分担者 |
小川 泰信 国立極地研究所, 共同研究推進系, 教授 (00362210)
桂華 邦裕 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10719454)
平原 聖文 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50242102)
寺田 直樹 東北大学, 理学研究科, 教授 (70470060)
海老原 祐輔 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80342616)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2023年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2022年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2021年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2020年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
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| キーワード | 惑星大気進化 / 宇宙環境 / 固有磁場 / ハビタブル惑星 / 大気散逸 / 内部磁気圏 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、大気を持つ地球型惑星（地球、火星、金星）の比較に基づき、惑星大気・宇宙環境の理解に向けた２つの重要な要素（宇宙空間への大気散逸と内部磁気圏の形成）に、固有磁場強度が与える影響を解明することを目的としている。そのために、独自の多成分MHDモデルと内部磁気圏モデルを観測との比較を通して改良するとともに、多流体MHDモデルを新たに開発する。開発したモデルを用いて３つの主要課題(1. 惑星からの大気散逸の質量依存性、2.内部磁気圏の形成が大気・宇宙環境に与える影響、3. 固有磁場強度の変化による大気散逸機構の変化)を系統的に整理し、固有磁場強度が惑星大気・宇宙環境に与える影響を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、独自の数値モデルを観測との比較を通して改良・開発し、惑星大気・宇宙環境の理解に向けた重要な要素（大気散逸と内部磁気圏形成）に固有磁場強度が与える影響を調べた。その結果、固有磁場が現在の地球の2/3程度になると磁気嵐が強まる傾向にあること、固有磁場強度が電離大気散逸率に与える影響は高緯度での太陽風動圧に対する惑星固有磁場磁気圧の比に依存し、前者が大きい場合は散逸率は増加するが後者の方が大きくなると散逸率が大幅に減少すること、地球・金星サイズの惑星においては強い恒星XUV放射下であっても太陽風動圧より磁気圧が強くなる固有磁場の存在によって大気保持が可能になること、などが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
惑星が長期に地球型生命生存に重要な液体の水（海）を保持してハビタブル惑星としての必要条件を満たせるかどうかは、惑星がどの程度の大気、特に温室効果ガスを保持できるかに左右される。本研究で得られた惑星表面磁場0から5000nT程度までの惑星の大気散逸等に関する成果は、固有磁場強度が惑星大気・宇宙環境に与える影響を系統的に明らかにし、活動度の高い恒星のまわりの地球型惑星がハビタブル環境を獲得するために固有磁場が必要か否か、という問いに答えるための基盤となる知見となっている。
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