| 研究課題/領域番号 |
21K18651
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
塩川 和夫 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (80226092)
|
|---|
| 研究分担者 |
大山 伸一郎 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (20444424)
小川 泰信 国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 准教授 (00362210)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | 大気流出 / 窒素分子イオン / オーロラ / ファブリ・ペロー干渉計 / 427.8nm / 超高層大気 / 地球電磁気圏 / 地上観測 / 電離圏 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
極域のオーロラでは、その上辺が青く光ることがある。この青いオーロラは、窒素分子イオンが高い高度まで上昇し、薄明の太陽光を共鳴散乱して光っていると考えられてきた。しかし質量の重い窒素分子イオンがなぜ高い高度に上昇するか、その機構はよくわかっていない。本研究では、高高度で発光する青いオーロラを、ファブリ・ペロー干渉計を用いて世界で初めて高分解能分光することにより、発光している窒素分子イオンの上昇速度を計測し、高高度の青いオーロラ発光の発生メカニズムを探る。さらに、青いオーロラ発光の分光計測というこれまで行われなかった新しい手法で、地球大気の宇宙空間への流出過程の解明にも貢献する。
|
| 研究成果の概要 |
ノルウェーのシーボトン観測点に設置したファブリ・ペロー干渉計（FPI)により、波長427.8nmの窒素分子イオンの発光を分光観測し、そのドップラーシフトから窒素分子イオンの磁力線方向の速度の計測に挑戦した。この波長に合わせた焦点の設定や適切な観測シークエンス、系統ノイズの除去等の工夫により、2024年3月13日の晩に、世界で初めて、この波長のオーロラ発光のFPI分光観測に成功した。初期的な解析から磁力線方向上向きで100-300 m/sのイオン速度が、標準偏差200-400 m/sで得られている。また窒素分子イオンの複数のバンド発光輝線の干渉縞のイオン温度依存性に関するモデル計算も行った。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオン化した地球大気の流出は主に地上からの大型レーダーと地球電磁気圏を飛翔する人工衛星で計測されてきた。しかしこれらの機器では、イオン種ごとに分別した計測は難しい。本研究による窒素分子イオン発光の高分解能分光計測は、人工衛星や大型レーダーに比べて、100分の1から1000分の1の予算で整備できるファブリ・ペロー干渉計（FPI）を用いて、イオン種を同定した上でその上昇速度を計測する可能性を開く。まだ改良の余地はあるが、この計測による地上観測手法が確立されれば、将来、地上の多点にこのFPIを展開して様々な場所でイオン流出を計測するなど、大気流出の研究に新たな画期的な手法が加わることが期待される。
|
