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惑星間空間シンチレーション観測による太陽風加速と微細な密度ゆらぎとの関連性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K03640
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

徳丸 宗利  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 名誉教授 (60273207)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード太陽風加速 / 惑星間空間シンチレーション / プラズマ乱流 / 宇宙天気予報 / 密度乱流 / 太陽風 / 太陽圏 / 宇宙天気
研究開始時の研究の概要

太陽からは超音速のプラズマ流(太陽風)が吹き出し、地球周辺の環境に大きな影響を与えている。この太陽風が如何にして加速されるかは未解明の謎である。最近の研究から、太陽から放射される磁気波動が太陽風の密度ゆらぎによって反射され、効率よく太陽風加速させるというモデルが提案された。名古屋大学宇宙地球環境研究所では天体電波源の惑星間空間シンチレーション(IPS)観測によって太陽風の速度と密度ゆらぎを測定している。本研究では、名古屋大学のIPSデータと飛翔体による観測データを比較することで、太陽風加速と密度ゆらぎの関係を明らかにし、磁気波動による太陽風加速モデルを検証する。

研究成果の概要

1985-2019年における惑星間空間シンチレーション(IPS)観測データの計算機トモグラフィー解析により太陽風の微細な密度揺らぎNeと速度Vの関係を調査した。その結果、ΔNeとVの間にはΔNe∝V^αの関係があり、αは2009年までは-0.5、それ以降は+1であることが判った。この事は、未解明である太陽風加速機構を考える上で重要な示唆を与える。本研究で得られた太陽風速度や密度擾乱度(g値)のデータを用いて、太陽活動と太陽風速度の全球的分布の関係や惑星間空間擾乱の長期変動を明らかにした。さらに、同データを国際共同研究に供することで太陽風密度の全球分布やCMEイベントの物理特性を決定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽風の変動は宇宙機器や地上の電気・通信設備に深刻な影響を与えることが知られており、その精度良い予測(宇宙天気予報)が現代社会において重要な課題となっている。宇宙天気予報を困難にしている原因の一つが太陽風加速機構の謎であった。本研究の成果は、太陽風加速機構を解明する上で重要な手掛かりを与えた他、IPS観測が宇宙天気予報に有用である事を示した。よって、本成果は宇宙天気予報の精度向上に寄与するものである。また、また、IBEXチームとの国際共同研究の成果は未踏野である太陽圏外圏域や恒星間空間の解明において重要な貢献となった。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Space Research Centre PAS (CBK PAN)(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] UCSD/CASS(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Space Research Centre PAS (CBK PAN)(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCSD/CASS(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CBK PAN(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CfA Harvard-Smithsonian(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] East-West Asymmetry in Interplanetary-Scintillation-Level Variation Associated with Solar-Wind Disturbances2023

    • 著者名/発表者名
      Tokumaru Munetoshi、Nagai Miho、Fujiki Ken’ichi、Iwai Kazumasa
    • 雑誌名

      Solar Physics

      巻: 298 号: 11 ページ: 127-127

    • DOI

      10.1007/s11207-023-02220-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Forecasting Heliospheric CME Solar-Wind Parameters Using the UCSD Time-Dependent Tomography and ISEE Interplanetary Scintillation Data: The 10 March 2022 CME2023

    • 著者名/発表者名
      Jackson Bernard V.、Tokumaru Munetoshi、Iwai Kazumasa、Bracamontes Matthew T.、Buffington Andrew、Fujiki Ken’ichi、Murakami Go、Heyner Daniel、Sanchez-Cano Beatriz、Rojo Mathias、Aizawa Sae、Andre Nicolas、Barthe Alain、Penou Emmanuel、Fedorov Andrei、Sauvaud Jean-Andre、Yokota Shoichiro、Saito Yoshifumi
    • 雑誌名

      Solar Physics

      巻: 298 号: 5 ページ: 74-74

    • DOI

      10.1007/s11207-023-02169-8

    • 関連する報告書
      2023 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] Interplanetary Scintillation Observations of Solar-Wind Disturbances During Cycles 23 and 242023

    • 著者名/発表者名
      Tokumaru Munetoshi、Fujiki Ken’ichi、Iwai Kazumasa
    • 雑誌名

      Solar Physics

      巻: 298 号: 2 ページ: 22-22

    • DOI

      10.1007/s11207-023-02116-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global Distribution of the Solar Wind Speed Reconstructed from Improved Tomographic Analysis of Interplanetary Scintillation Observations between 1985 and 20192021

    • 著者名/発表者名
      Tokumaru Munetoshi、Fujiki Ken’ichi、Kojima Masayoshi、Iwai Kazumasa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 号: 1 ページ: 73-73

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1862

    • NAID

      120007185077

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 惑星間空間シンチレーション観測による太陽風速度モデルの最適化2024

    • 著者名/発表者名
      徳丸宗利
    • 学会等名
      ISEE研究集会「太陽圏・宇宙線関連の共同研究成果報告会」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 太陽風擾乱イベントにおいて観測される惑星間空間シンチレーション強度の東西非対称性2023

    • 著者名/発表者名
      徳丸宗利
    • 学会等名
      第154回 SGEPSS総会および講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 惑星間空間シンチレーション指数と宇宙天気の関係2022

    • 著者名/発表者名
      徳丸宗利
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 惑星間空間シンチレーション指数から求めたサイクル23-24における太陽風擾乱の発生頻度の長期変動2022

    • 著者名/発表者名
      徳丸宗利
    • 学会等名
      第152回 SGEPSS講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Solar wind disturbances observed by interplanetary scintillation during 1997-20192022

    • 著者名/発表者名
      徳丸宗利
    • 学会等名
      The 5th ISEE Symposium "Toward the future of Space-Earth Environmental Research"
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of the computer assisted tomography of interplanetary scintillation observations2021

    • 著者名/発表者名
      Tokumaru, M., K. Fujiki, M. Kojima, K. Iwai
    • 学会等名
      JpGU2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Annual Solar Wind Speed Maps

    • URL

      https://stsw1.isee.nagoya-u.ac.jp/annual_map.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] IPS観測求めたg値データ

    • URL

      https://stsw1.isee.nagoya-u.ac.jp/vlist/g/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] Annual Solar WInd Speed Maps

    • URL

      https://stsw1.isee.nagoya-u.ac.jp/annual_map.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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