狭波長帯域分光撮像による木星可視オーロラの地上光学観測

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14340143
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡野 章一 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10004483)
• 研究分担者: 坂野井 健 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80271857) ; 森岡 昭 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50004479) ; 小野 高幸 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10141996)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• キーワード: 木星 / オーロラ / 分光 / イオ / プラズマ / トーラス / ナトリウム / 硫黄イオン

研究概要

1.水素バルマーα線(656.3nm)での木星可視オーロラについて2005年2月に国立天文台岡山天文物理観測所の188cm望遠鏡と高分散分光装置(HIDES)を用いた観測結果を詳細に調べたところ装置雑音と同程度(S/N〜1)の信号がオーロラ出現が予想される木星極域に検出された。
2.平成15年度および16年度にハワイ・ハレアカラ山頂で行ったファブリーペローイメージャーを用いたイオプラズマトーラスの観測の詳細な解析により、イオプラズマトーラス中の硫黄イオンの発光強度、硫黄イオンのバルク速度およびその木星磁場共回転速度からの遅れ、イオン温度(磁場並行および磁場垂直方向)の2次元分布が得られるようになった。この観測結果からイオプラズマトーラスへのプラズマ供給はイオかち離れた場所では経度方向に比較的一様であり、年変化を示すことが明らかになった。平成16年度にはこれに加えてハレアカラ山頂の米国空軍研究所所属の口径3.7mAEOS望遠鏡に上記ファズリーペローイメージャーを接続し、補償光学装置も併用したイオ極近傍のナトリウム原子共鳴散乱発光の観測に成功したが、この観測の詳細な解析を行った結果イオの木星側と反木星側でナトリウムの分布が非対称であることが明らかになった。
3.木星衛星イオ起源のナトリウム原子の共鳴散乱光観測と計算機シミュレーションから、高速ナトリウム原子放出メカニズムとして、スパッタリングと分子イオン解離・解離性再結合反応が主要であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Relationship between the Jovian magnetospheric plasma density and Io torus emission (2005)
  • 著者名/発表者名: Nozawa, H., Misawa, H., Takahashi, S., Morioka, A., Okano, S., Sood, R.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 32(11) ページ: L11101
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamic features of Io's extended sodium distributions (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., H.Misawa, H.Nozawa, A.Morioka, S.Okano, R.Sood
  • 雑誌名: Icarus 178(2) ページ: 346-359
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Relationship between the Jovian magnetospheric plasma density and Io torus' emission (2005)
  • 著者名/発表者名: Nozawa, H., Misawa, H., Takahashi, S., Morioka, A., Okano, S., Sood, R.
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 32(11) ページ: L11101
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spectroscopic observation of velocity distribution of sodium atoms originated from Jovian satellite Io using HIDES at Okayama astrophysical observatory (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoi, K., M.Kagitani, H.Ueto, S.Okano
  • 雑誌名: Proceedings of the 37th ISAS Lunar and Planetary Symposium 37 ページ: 155-158
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Variability of the mass loading in the Io plasma torus (2004)
  • 著者名/発表者名: Kagitani, M., H.Misawa, S.Okano
  • 雑誌名: Proceedings of the 37th ISAS Lunar and Planetary Symposium 37 ページ: 147-150
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Long-term variability of [SII] emission from Io plasma torus between 1997 and 2000 (2004)
  • 著者名/発表者名: Nozawa, H., H.Misawa, S.Takahashi, A.Morioka, S.Okano, R.Sood
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 109(A7) ページ: A07209
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Long-term variability of [SII] emission from Io plasma torus between 1997 and 2000 (2004)
  • 著者名/発表者名: Nozawa, H., H.Misawa, S.Takahashi, A.Morioka, S.Okano, R.Sood
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109(A7) ページ: A07209
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Observation of [SII] emission in Io plasma torus using an imaging Fabry-Perot interferometer (2003)
  • 著者名/発表者名: Kagitani, M., T.Sakanoi, S.Okano
  • 雑誌名: Proceedings of the 36th ISAS Lunar and Planetary Symposium 36 ページ: 185-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より