三次元に拡がる超音速流による衝撃波の実験的研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04222215
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 南 繁行 大阪市立大学, 工学部, 助手 (00047408)
• キーワード: 3次元ピストン問題 / 太陽磁気圏 / シミュレーション実験

研究概要

3次元に拡がる超音速のプラズマ流と、一方向から吹く超音速プラズマ流を相互作用させる実験を行い、この二つの流れによって形成される衝撃波の構造を光学的な方法及び探針を用いた方法でしらべた。1点から超音速で拡がるプラズマを発生させるためにバリウムを充墳した微小放電電極をもちいた。この研究の目的は太陽磁気圏を実験的に調べることにある。太陽から吹き出すプラズマ流、すなわち太陽風が約数100天文単位で太陽系周りの星間風の動圧とバランスして衝撃波を形成し太陽磁気圏が存在すると推定されているが、その確証はなく如何なる構造になっているかを実験的にしらべる必要があった。一方このような衝撃波は3次元のピストン問題であり基本的な衝撃波の構造の解明が待たれていた。実際の太陽風及び星間風をシミュレーション出来るように実験パラメータを選びまず時間分解カメラをもちい相互作用される衝撃波の接触面の構造のダイナミックスをしらべた。その構造は星間風のもつ星間磁場の方向及び強度によって著しく変化を受けることがわかった。これはいままで報告されていない事実であった。また内部衝撃波の大きさが決定されそのスケーリングから太陽磁気圏ではその太陽からの距離が100天文単位になることを示した。その結果はボイジャーなどの探査機がいつこの領域に到達するかを実験的に示唆したことになる。またカメラで撮影された発光のスペクトルを分光器によって測定しこれがBaプラズマ線によるものであることを得た。

研究成果

• [文献書誌] 南 繁行: "太陽磁気圏の構造" 太陽惑星間空間結合研究会集録. 70-80 (1991)
• [文献書誌] 南 繁行: "3次元に拡がるプラズマ流による衝撃波構造の研究" 預撃波の解明ワークショップ集録. 93-100 (1991)
• [文献書誌] 南 繁行,竹屋 芳行: "太陽風と星間プラズマの相互作用で形成される太陽磁気圏のシミュレーション実験" スベースプラズマ研究会プロシーデイング. 92-103 (199)
• [文献書誌] 南 繁行: "太陽磁気圏構造のシミュレーション実験" スベースプラズマ研究会プロシーデイング. 21-30 (1992)
• [文献書誌] 南 繁行: "太陽磁気圏における星間中性風の効果" 太陽系科学シンポジウム集録. (1992)
• [文献書誌] 南 繁行: "宇宙における衝撃波" 衝撃波ワークショップ資料集. 47-57 (1992)
• [文献書誌] S.Minami: "Dusty Plasma.Noise,and chaos in Space and in the Laboratory" Plenum Publishing Corp.New York, (1993)