| 研究概要 |
地球などの磁場を持つ惑星の極地方で観測されるオーロラは,電離層で磁力線に沿って加速された高速の電子が大気の窒素,酸素等を電離することによって発生する.この高速電子の生成機構解明のため、代表者らは、自己無撞着な開放系2-1/2次元静電粒子シミュレーションコードを開発し,大規模なシミュレーションを実行することによって,電流駆動静電イオンサイクロトロン不安定性によってV字型の静電電位構造が形成されることを世界で始めて実証することに成功していた.この電位差及び電位構造の系の大きさ及び電流分布に対する依存性を調べるシミュレーションを行い,沿磁力線電位差は不安定性によるイオンサイクロトロン波の成長に伴って増加しやがて飽和するが、この電位上昇は系が磁力線方向に長いほど長く続き,最終的に到達する電位差も大きくなることから,現実的な系の長さではオーロラ電子加速を説明しうる電位差となりうることを示した.また電流分布の幅を変化させたシミュレーションから電位構造の幅は電流領域の幅で決まっていることを明らかにした.加えて、イオン音波及び静電イオンサイクロトロン波が.ともに不安定となるパラメータ領域でもシミュレーションを行い波の不安定性による成長並びに電位構造の形成を調べた。いくつかのパラメータによるシミュレーションを行った結果から、このパラメータ領域においてもイオンサイクロトロン波が優勢になることが示された。さらに磁化プラズマ3次元粒子シミュレーションコードを開発し、予備的なシミュレーションを行った。
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