太陽風中の非磁化天体の形成する電磁環境の研究

• 研究課題/領域番号: 24540480
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 東北工業大学
• 研究代表者: 中川 朋子 東北工業大学, 工学部, 教授 (40222161)
• 連携研究者: 綱川 秀夫 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (40163852) ; 齋藤 義文 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (30260011)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012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 / 月 / 非磁化天体 / ウェイク / プラズマ / 磁場変動 / ＵＬＦ波 / ＥＬＦ波 / ホイスラ波 / 電子ビーム / ELF / イオンサイクロトロン波 / 磁力線 / かぐや衛星 / プラズマシート境界 / 反射プロトン / 反射電子 / サイクロトロン共鳴 / 磁気流体波 / ULF/ELF / 帯電 / デバイ長 / イオン / かぐや / PICシミュレーション / 電場 / 加速 / 熱速度 / MAP/LMAG

研究成果の概要

太陽風中の障害物下流のウェイク中では、障害物の下流側表面が負に帯電するため、周辺のイオンが電場による加速を受け、真空へのプラズマ侵入の場合よりも効率的にウェイクに流入することを２次元粒子シミュレーションによって示した。ウェイク中では電子密度が低いためデバイ長が長く、帯電による電場が太陽風中よりも広範囲に及ぶこと、また、障害物のサイズが大きいとイオンが電場加速を受ける距離が長く、ウェイク深部にイオンが入りやすいことを示した。
月面及び月固有磁場により反射したプロトンや電子によって、月の昼側、昼夜境界、およびウェイク深部において低周波の磁場変動が励起されていることをかぐや衛星観測から示した。

研究成果

• [国際共同研究] International Space Science Institute/University of Bern(Switzerland)
• [国際共同研究] University of California at Berkeley/University of Colorado at Boulder/IGPP/ESS, UCLA(米国)
• [国際共同研究] Institutet for Rymdfysik(Sweden)
• [国際共同研究] Finnish Meteorological Institute(Finland)
• [国際共同研究] Max-Planck-Institut(Germany)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] ELF magnetic fluctuations detected by Kaguya in deepest lunar wake associated with type-II protons (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., Nakashima1, T., Wada, T., Tsunakawa, H., Takahashi, F., Shibuya, H., Shimi-zu, H., Matsushima, M. and Saito, Y.
  • 雑誌名: Earth Planets & Space 巻: 67 号: 1 ページ: 12-12
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0196-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ion entry into the wake behind a nonmagnetized obstacle in the solar wind: Two-dimensional particle-in-cell simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 118 号: 5 ページ: 1849-1860
  • DOI: 10.1002/jgra.50129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-amplitude monochromatic ULF waves detected by Kaguya at the moon (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., A. Nakayama, F. Takahashi, H. Tsunakawa, H. Shibuya, H. Shimizu, and M. Matsushima
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 号: A4
  • DOI: 10.1029/2011ja017249
  • 査読あり
• [学会発表] 地球磁気圏ローブ中の月周辺のイオンサイクロトロン波の発生特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川朋子, KAGUYA/MAP/LMAG Team, 斎藤 義文
  • 学会等名: 第138回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 東京, 東京大学
  • 年月日: 2015-10-31
• [学会発表] かぐや衛星による地球磁気圏ローブ中の月周辺のイオンサイクロトロン波の観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川 朋子, 綱川秀夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉, 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] 衛星かぐやが月周辺で観測した周波数帯3―10Hzの磁場変動の強さについて (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 祐輔,照井 孝輔, 香川 翔吾, 中川 朋子, 綱川秀夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉, 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2015-05-25
• [学会発表] 月周辺におけるULFから下部ELFの周波数帯の磁場変動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川 朋子
  • 学会等名: 平成26年度STE研究集会「太陽圏シンポジウム」および「太陽地球環境と宇宙線モジュレーション」
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] 月ウェイク中でタイプIIプロトン侵入に伴って観測されたELF波動の発生機構について (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川朋子, KAGUYA/MAP/LMAG Team, 斎藤 義文
  • 学会等名: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 松本, キッセイ文化ホール
  • 年月日: 2014-11-03
• [学会発表] ULF/ELF Waves Detected by MAP/LMAG Magnetometer Onboard Kaguya around the Moon and in the Lunar Wake (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., H. Tsunakawa, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, M. Matsushima, and Y. Saito
  • 学会等名: AGU Chapman Conference on Low-Frequency Waves in Space Plasmas
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2014-09-01
  • 招待講演
• [学会発表] ELF waves detected by MAP/LMAG magnetometer onboard Kaguya in the deepest lunar wake associated with the type-II entry of the solar wind ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., T. Nakashima, T. Wada, H. Tsunakawa, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, M. Matsushima, and Y. Saito
  • 学会等名: AOGS 11th Annual Meeting
  • 発表場所: Royton Sapporo Hotel
  • 年月日: 2014-07-30
• [学会発表] 磁場を持たない障害物下流のウェイクへの太陽風プラズマの侵入 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川 朋子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜, パシフィコ横浜会議センター
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] かぐや衛星によって月の昼夜境界付近で観測された8Hzホイッスラー波 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本 彰, 中川 朋子, 綱川 秀夫, 高橋 太, 渋谷 秀敏, 清水 久芳, 松島 政貴,
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜, パシフィコ横浜会議センター
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] Magnetic fluctuations detected by Kaguya nightside of the moon (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nakashima, T. Wada, T. Nakagawa, F. Takahashi, H. Tsunakawa, H. Shibuya, H. Shimizu, M. Matsushima
  • 学会等名: SELENE Symposium 2013
  • 発表場所: 神奈川, 宇宙科学研究所
• [学会発表] ２次元粒子シミュレーションで見た太陽風中の障害物下流のウェイクへのプラズマの侵入 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川朋子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 千葉, 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] 太陽風と無磁場天体との相互作用：ウェイクへのイオンの侵入過程 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川朋子
  • 学会等名: 第132回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 札幌,札幌コンベンションセンター
• [学会発表] かぐや衛星によって発見された月ウェイク中央部のELF帯磁場変動について
  • 著者名/発表者名: 中嶋 達也, 和田 拓也, 中川 朋子, 綱川 秀夫, 高橋 太, 渋谷 秀敏, 清水 久芳, 松島 政貴, 斎藤 義文, 西野 真木
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 千葉, 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] 太陽風中の障害物下流のウェイク中の"デバイ長"について
  • 著者名/発表者名: 中川朋子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 千葉, 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] Low frequency waves detected by Kaguya around the moon
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T.
  • 学会等名: 2013 Asia-Pacific Radio Science Conference
  • 発表場所: Howard International House, Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] 月ウェイク中央で観測された0.1-10Hzの磁場変動と太陽風プロトン
  • 著者名/発表者名: 中川朋子, KAGUYA/MAP/LMAG Team
  • 学会等名: 第134回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 高知, 高知大学
• [図書] ULF/ELF waves in the near-Moon space, in "Low-frequency Waves in Space Plasmas" edited by Keiling, Lee, Glassmeier and Nakariakov, Chapter 17 (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T
  • 総ページ数: 528
  • 出版者: American Geophysical Union
• [備考] Kinetic Processes at Airless Bodies
  • URL: http://www.issibern.ch/teams/kineticplasma/