GEOTAIL衛星による磁気圏尾部の研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04044168
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 西田 篤弘 宇宙科学研究所, 教授 (40013643)
• 研究分担者: R R Anderson アイオワ大学, 主任研究員 ; 木村 磐根 京都大学, 工学部, 教授 (00025884) ; B Wilken マックスプランク研究所, 部長 ; 道家 忠義 早稲田大学, 理工研, 教授 (60063369) ; D J Williams ジョンホプキンス大学, 応用物理研究所, 部長 ; 長野 勇 金沢大学, 工学部, 教授 (50019775) ; F Mozer カリフォルニア大学バークレイ校, 教授 ; 岡田 敏美 富山県立大, 助教授 (90008566) ; 大村 善治 京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (50177002) ; 小嶋 浩嗣 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (10215254) ; L Zelenyi ロシア宇宙科学研究所, 部長 ; 小原 隆博 宇宙科学研究所, 助手 (50194626) ; 松本 紘 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (00026139) ; 長谷部 信行 愛媛大学, 工学部, 助教授 (10127904) ; 永田 勝明 玉川大学, 工学部, 助教授 (70074416) ; 町田 忍 宇宙科学研究所, 助教授 (70209469) ; 向井 利典 宇宙科学研究所, 助教授 (60013695) ; 平原 聖文 東京大学, 理学部, 助手 (50242102) ; 山本 達人 宇宙科学研究所, 助教授 (90182633) ; 塩川 和夫 名大太陽地球環境研, 助手 (80226092) ; 寺沢 敏夫 東京大学, 理学部, 教授 (30134662) ; 国分 征 東京大学, 理学部, 教授 (00011502) ; L A Frank アイオワ大学, 教授 ; 中村 正人 宇宙科学研究所, 助手 (20227937) ; R P Lepping NASAゴダードスペースフライトセンター, 主任研究員 ; 早川 基 宇宙科学研究所, 助手 (90167594) ; 鶴田 浩一郎 宇宙科学研究所, 教授 (10013682) ; 橋本 正之 宇宙科学研究所, 助手 (80013712) ; 横山 幸嗣 宇宙科学研究所, 助手 (50013165) ; 井上 浩三郎 宇宙科学研究所, 助手 (30013725) ; 松方 純 宇宙科学研究所, 助教授 (70173820) ; 藤本 正樹 名古屋大学, 理学部, 助手 (30242811) ; 上杉 邦憲 宇宙科学研究所, 教授 (40013693) ; 川口 淳一郎 宇宙科学研究所, 助教授 (10169691) ; 中谷 一郎 宇宙科学研究所, 教授 (40150049) ; MARIO Acuna NASAゴダードスペースフライトセンター, 部長 ; 前沢 冽 名古屋大学, 理学部, 助教授 (60126901)
• キーワード: 磁気圏 / 磁気圏尾部 / 磁気圏境界面 / 磁力線再結合 / プラズマ加速 / 惑星間空間磁場 / 磁気中性線 / 広周波数帯静電ノイズ

研究概要

GEOTAIL衛星は平成4年7月24日に打ち上げられ、マストの伸展や高圧電源の投入などの初期運用を経て9月中旬から定常的な観測を開始した。軌道のユニークさ、時間分解能の高さ、衛星内部起源の雑音の低さ、などの特徴が生かされ、磁気圏尾部や磁気圏境界面においてさまざまな新しい事実が見いだされている。主な事項は次のようなものである。(1)従来、静穏時の磁気圏尾部においては磁気中性線が地球から約100Reの距離にあると考えられていたが、尾部中央面の磁場データは小規模な磁気ループが多数存在することを示しており、大規模なX型の磁場構造は明らかでない。(2)擾乱時には地球から約30Reの位置において高温・高速のプラズマ流が作られ、反地球方向に射出される。この高速ビームは磁力線再結合過程によって生ずるものと思われるが、従来の流体的な描像から期待されるものと異なり、静止状態の未加速プラズマを貫いて流れている。(3)磁気圏境界面の構造は惑星間空間磁場の南北極性によって異なるだけでなく、境界面が波打っている時には広がる所と縮む所とでは特徴的な相違がある。(4)磁気圏の全域に亙って約20秒の周期をもつ脈動が遍在する。同じ周期の振動は磁気圏を囲むmagnetosheathにもあり、そこではより大きな振幅を示す。(5)磁気圏尾部でしばしば観測される広周波数帯静電ノイズは、デバイ長よりも短いスケールをもつ電気的ポテンシアル構造による。

研究成果

• [文献書誌] N.Hasebe,H.Moriya,T.Doke,J.Kikuchi,T.Kashiwagi,S.Kataoka,T.Shino,K.Itsumi,T.Hayashi,T.Yanagimachi 他: "Improvement of Mass Resolution of Cosmic Ray Nuclei using a △EXE Si Detector Telescope" Nucl.Instr.and Methods. A325. 335-342 (1993)
• [文献書誌] T.Doke,M.Fujii,M.Fujimoto,K.Fujiki,T.Fukui,F.Gliem,A.Nishida 他: "The Energetic Particle Spectrometer HEP Onboard the GEOTAIL Spacecraft" JGG Special issue for GEOTAIL. (1993)
• [文献書誌] T.Doke,J.Kikuchi,T.Hayashi,T.Kashiwagi,T.Shino,K.Itsumi 他: "The GEOTAIL Energetic Isotope Telescope" J.Physics. (1993)
• [文献書誌] B.Wilken,K.Nagata,T.Doke,F.Gliem,W.Guettler,N.Hasebe 他: "The Energetic Particle Spectrometer HEP-LD Onboard the Japanese Tailprope GEOTAIL" J.Physics. (1993)
• [文献書誌] T.Doke,J.Kikuchi,T.Hayashi,T.Kashiwagi,T.Shino,K.Itsumi,他: "The GEOTAIL Energetic Particle Telescopes." 23rd Int.Cosmic Ray Conf.,Calgary. (1993)
• [文献書誌] A.Nishida,K.Uesugi,I.Nakatani,T.Mukai,D.H.Fairfield,M.H.Acuna: "Geotail Mission to Explore Earth′s Magnetotail" EOS,Transactions,American Geophysical Vnion. 73. (1992)
• [文献書誌] N.Hasebe,T.Doke,T.Kashiwagi,S.Kataoka,J.Kikuchi,H.Moriya,K.Nishijima,H.Crawford: "Position Linearity and Resolution of Large Position-Sensitive Silicon Detector With a Highly Uniform Thickness" Jpn.J.Applied Physics. 31. 1191-1193 (1992)
• [文献書誌] Y.Saito,T.Mukai,S.Machida,M.Hirahara,A.Nishida,T.Terasawa: "Rapid Variations of the Plasma Bulk Flow Direction Observed in the Plasma Sheet at XGSE〜-60Re" Geophysical Research Letters. 20. (1993)
• [文献書誌] S.Machida,T.Mukai,Y.Saito,M.Hirahara,T.Terasawa,T.Obara,K.Maezawa,A.Nishida: "Plasma Distribution Functions in the Earth Magnetotail(XGSE〜-42RE)at the time of the Magnetospheric Substorm:GEOTAIL/LEP Observation" Gephysical Research Letters. 20. (1993)
• [文献書誌] S.Kokubun,T.Yamamoto,M.H.Acuna,K.Hayashi,K.Shiokawa,H.Kawano: "The GEOTAIL Magnetic Field Experiment" J.Geomag.Geoelectr.45. (1993)
• [文献書誌] M.Hirahara,T.Mukai,S.Machida,Y.Saito,T.Terasawa,A.Nishida: "Angular Distribution of Oxygen Ions in the Plasma sheet at XGSE〜-60Re" Geophysical Research Letters. 20. (1993)
• [文献書誌] H.Matsumoto,I.Nagano,H.Kojima,R.R.Anderson,K.Hashimoto,T.Tsutsui T.Okada,I.Kimura,Y.Omura,M.Okada: "Plasma Wave Observations With the GEOTAIL Spacecraft" J.Geomag.Geoelectr.