| 研究課題/領域番号 |
21K03645
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17010:宇宙惑星科学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
近藤 光志 愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 助教 (30304653)
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| 研究分担者 |
新田 伸也 筑波技術大学, 障害者高等教育研究支援センター, 准教授 (30377121)
清水 徹 愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 准教授 (60196524)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 非対称磁気リコネクション / その場観測 / 磁気流体シミュレーション / ファスト衝撃波 / 非対称構造 / 自発的磁気リコネクション / 自己相似拡大モデル / 磁気流体計算 / 実衛星観測 / 磁気シア / 磁気圏境界 / 太陽フレア |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プラズマ中では、反対方向を向いた磁場同士が繋ぎ変わることで磁場のエネルギーが解放される磁気リコネクションと呼ばれる爆発現象が起こる。宇宙空間には、地球磁気圏と太陽風のように異なる磁化プラズマが接する領域が多く存在し、このような領域では、繋ぎ変わる両側の磁場強度や熱力学量などの異なる非対称磁気リコネクションが起こりうる。この非対称磁気リコネクションについては、2016年以来の我々の研究によって、非対称磁気リコネクション特有の大規模構造が明らかになった。本研究では、より現実的な宇宙環境に適用し、明らかにしてきたリコネクションモデルを太陽側地球磁気圏境界における実衛星観測データを用いて検証する。
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| 研究成果の概要 |
非対称磁気リコネクションにおいて、先行するプラズモイドの伸展速度が高プラズマβ側のファストモード波速度を上回る場合、高プラズマβ側にファストモードの衝撃波が形成され、一方、低ベータ側プラズモイド内には両側のプラズモイドが混在し、2層のプラズマジェットが形成される新しい構造を、二次元および三次元シミュレーションを用いて示した。また、GEOTAIL衛星による昼側地球磁気圏境界の観測データから、プラズマ環境の時空間変化を明らかにし、その結果に基づいた数値計算により、先に示した磁気リコネクション構造が再現されることを示し、それらがTHEMIS衛星による観測データと一致することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非対称磁気リコネクションは、非常に様々な領域、様々な環境で起こる現象であるにも関わらず、対称磁気リコネクションと比べ、その全体構造やその環境依存性が十分に分かっていない現象であった。本研究により、幅広い環境における非対称磁気リコネクション構造を解明しただけでなく、実観測に基づいてそれらの検証を行い、数値計算で得られたモデルが示す構造が実際に較正されることが示された。これらの結果により、今後実衛星の磁気リコネクション構造の通過領域を知ることができる。また、今後太陽大気、太陽圏外縁など、直接観測が難しい環境における非対称磁気リコネクションを知るうえで重要なモデルを得ることができた。
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