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2016 年度 実施状況報告書

オーロラ紫外スペクトルのオーロラ加速域情報から探る木星・土星電磁圏ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 15K17769
研究機関東北大学

研究代表者

垰 千尋  東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (80552562)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードオーロラ / 木星 / 土星 / 電子加速 / 磁気圏 / ひさき/EXCEED / ハッブル宇宙望遠鏡
研究実績の概要

オーロラ粒子加速理論をもとにした、磁気圏粒子パラメータとオーロラ電子の対応付けを行った。オーロラ粒子加速理論として、線形関係のKnight理論の他、高速回転によるプラズマ磁気赤道拘束効果[Ray et al., 2009JGR]や数100 keV のオーロラ電子の相対論効果[Cowley, 2006AnnGeo]を考慮した加速域の理論モデルとの対応を比較・評価した。
また、「ひさき」宇宙望遠鏡の木星オーロラ・スペクトルからのオーロラ電子パラメータ導出方法を、解析期間を拡張して解析を行った。特に、2015年1月の衛星イオ火山活動の活性化に伴う変化を調べた。オーロラ電子エネルギーの指標であるH2発光強度比は数ヶ月の期間を通して小さく、短時間増光は非常に大きな電子数フラックス増大を伴うものであった。この結果は、オーロラ電子の起源である磁気圏の数keVのプラズマ増大を示唆する。

ハッブル宇宙望遠鏡で観測された木星オーロラに、H/H2発光強度比を用いたオーロラ電子エネルギーとフラックス評価の解析を適用した。低エネルギー電子に感度があるH/H2発光強度比と、>20 keVのエネルギー電子に感度があるH2発光強度比の相関ははっきりしなかった。エネルギー・フラックス関係式について、エネルギー増大と共にフラックスが減少する特徴が見られた。土星オーロラのエネルギー-フラックス関係式が、低エネルギー(<数 keV)ではエネルギーが増大するとフラックスが減少し、高エネルギー(>数 keV)ではエネルギーが増大するとフラックスが増大することとの相違について、起源となる磁気圏プラズマの温度・密度の違いや、この手法が網羅するエネルギー帯の違いを考察した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

オーロラのH/H2比解析について、木星オーロラへの適用を行い、両惑星の相違から、惑星環境および手法の双方の観点で、理解を深めた。

今後の研究の推進方策

H/H2比の木星・土星オーロラ解析および磁気圏波動粒子相互作用効果の評価を行う。今後の推進方策に大きな変更はない。

次年度使用額が生じた理由

物品購入が急を要さず、適切に研究が遂行できたため。

次年度使用額の使用計画

研究相談、成果発表のための出張費用、および、論文成果発表費用を多めに計上する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] IRAP/Universite de Toulouse/CNRS/LESIA/Observatoire de Paris/CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      IRAP/Universite de Toulouse/CNRS/LESIA/Observatoire de Paris/CNRS
  • [国際共同研究] Lancaster University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Lancaster University
  • [雑誌論文] Dawn-dusk difference of periodic oxygen EUV dayglow variations at Venus observed by Hisaki2017

    • 著者名/発表者名
      Masunaga, K., K. Seki, N. Terada, F. Tsuchiya, T. Kimura, K. Yoshioka, G. Murakami, A. Yamazaki, C. Tao, F. Leblanc, and I. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2016.12.027

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uranus' aurorae past equinox2017

    • 著者名/発表者名
      Lamy, L., R. Prange, K. C. Hansen, C. Tao, S. W. H. Cowley, T. Stallard, H. Melin, N. Achilleos, P. Guio, S.V. Badman, T. Kim, and N. Pogorelov
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 122 ページ: -

    • DOI

      10.1002/2017JA023918

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Variation of Jupiter's Aurora Observed by Hisaki/EXCEED: 1. Observed Characteristics of Auroral Electron Energies2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C. T. Kimura, S. V. Badman, G. Murakami, K. Yoshioka, F. Tsuchiya, N. Andre, I. Yoshikawa, A. Yamazaki, D. Shiota, H. Tadokoro, and M. Fujimoto
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 121 ページ: 4041-4054

    • DOI

      10.1002/2015JA021271

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characteristics of solar wind control on Jovian UV auroral activity deciphered by long-term Hisaki EXCEED observations: Evidence of preconditioning of the magnetosphere?2016

    • 著者名/発表者名
      ita, H., T. Kimura, C. Tao, F. Tsuchiya, H. Misawa, T. Ssakanoi, Y. Kasaba, G. Murakamik K. Yoshioka, A. Yamazaki, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 43 ページ: 6790-6798

    • DOI

      10.1002/2016GL069481

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of hot electrons in the Jovian inner magnetosphere deduced from extended observations of the Io Plasma Torus2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa, I., K. Yoshioka, G. Murakami, F. Suzuki, R. Hikida, A. Yamazaki, T. Kimura, F. Tsuchiya, M. Kagitani, T. Sakanoi, K. Uemizu, C. Tao, H. Nozawa, Y. Kasaba, and M. Fujimoto
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 43 ページ: 11,552-11,557

    • DOI

      10.1002/2016GL070706

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response of Jupiter's inner magnetosphere to the solar wind derived from extreme ultraviolet monitoring of the Io plasma tours2016

    • 著者名/発表者名
      Murakami, G., K. Yoshioka, A. Yamazaki, F. Tsuchiya, T. Kimura, C. Tao, H. Kita, M. Kagitani, T. Sakanoi, K. Uemizu, Y. Kasaba, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 43 ページ: 12,308-12,316

    • DOI

      10.1002/2016GL071675

    • 査読あり
  • [学会発表] Properties of Jupiter's magnetospheric turbulence observed by the Galileo spacecraft2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., F. Sahraoui, D. Fontaine, J. de Patoul, T. Chust, S. Kasahara, and A. Retino
    • 学会等名
      内部太陽圏プラズマ研究会・太陽地球環境と宇宙線モジュレーション 研究集会
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-01 – 2017-03-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Jovian auroral variation and effects on atmosphere explored using Hisaki/EXCEED space telescopes and Subaru ground-based telescope2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, H. Kita, Y. Kasaba, F. Tsuchiya, G. Murakami, K. Yoshioka, S. V. Badman, N. Andre, A. Yamazaki, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      Frontiers in Theoretical and Applied Physics
    • 発表場所
      Sharjah (アラブ首長国連邦)
    • 年月日
      2017-02-22 – 2017-02-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Variation of Jupiter's Auroral Electron Parameters Observed by Hisaki/EXCEED2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, F. Tsuchiya, G. Murakami, K. Yoshioka, A. Yamazaki, H. Kita, I. Yoshikawa, Y. Kasaba
    • 学会等名
      Symposium on Planetary Science
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-02-20 – 2017-02-22
  • [学会発表] ひさき宇宙望遠鏡で観測された火山活動時の木星オーロラ・磁気圏ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      垰 千尋, 木村 智樹, 土屋 史紀, 村上 豪, 吉岡 和夫, 北 元, 山崎 敦, 笠羽 康正, 吉川 一朗, 藤本 正樹
    • 学会等名
      第17回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA 宇宙科学研究所 (神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2017-01-05 – 2017-01-06
  • [学会発表] 木星・土星の磁気圏-電離圏-熱圏結合系モデリング研究2016

    • 著者名/発表者名
      垰 千尋
    • 学会等名
      地球型惑星圏環境・宇宙惑星結合系科学 研究集会
    • 発表場所
      立教大学 (東京都)
    • 年月日
      2016-12-26 – 2016-12-28
  • [学会発表] Jupiter's Auroral Energy Input Observed by Hisaki/EXCEED and its Modulations by Io's Volcanic Activity2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, F. Tsuchiya, G. Murakami, K. Yoshioka, H. Kita, A. Yamazaki, Y. Kasaba, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2016
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Jupiter's auroral energy input and its modulations by Io's volcanic activity observed by Hisaki/EXCEED2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, F. Tsuchiya, G. Murakami, K. Yoshioka, H. Kita, A. Yamazaki, Y. Kasaba, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      第140回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      九州大学 (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-11-20 – 2016-11-23
  • [学会発表] A diagnosis for the auroral field-aligned acceleration processes at Saturn using the brightness ratio of H Lyman-α/H2 bands in FUV auroral emission2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., L. Lamy, R. Prange, N. Andre, and S. V. Badman
    • 学会等名
      8th International Workshop on Planetary, Solar and Heliospheric Radio Emissions (PRE VIII)
    • 発表場所
      Seggauberg (オーストリア)
    • 年月日
      2016-10-25 – 2016-10-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Jupiter auroral spectra taken by Hisaki/EXCEED2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, G. Murakami, K. Yoshioka, F. Tsuchiya, H. Kita, S. V. Badman, I. Yoshikawa, A. Yamazaki, Y. Kasaba, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      ISSI team meeting
    • 発表場所
      Bern (スイス)
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 木星熱圏-電離圏-磁気圏結合電流モデルを用いた太陽紫外線変動応答のシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., Y. Miyoshi, N. Achilleos, and H. Kita
    • 学会等名
      シミュレーション研究会
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-31 – 2016-09-02
  • [学会発表] Model studies on (1) Jupiter's magnetosphere-ionosphere-thermosphere coupling, and (2) solar wind prediction at Jupiter2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C.
    • 学会等名
      JUICE/RPWI meeting
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-07-11 – 2016-07-15
  • [学会発表] Jupiter's auroral observations by Hisaki/EXCEED and expectation toward collaborations with Juno2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, G. Murakami, K. Yoshioka, F. Tsuchiya, H. Kita, N. Andre, S. V. Badman, M. Blanc, I. Yoshikawa, A. Yamazaki, D. Shiota, H. Tadokoro, Y. Kasaba, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      地球惑星関連学会2016年合同大会 (第139回地球電磁気・地球惑星圏学会)
    • 発表場所
      幕張メッセ (千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22 – 2016-05-26
  • [学会発表] Time variations of Jupiter’s aurora observed by Hisaki/EXCEED2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, S. V. Badman, N. Andre, F. Tsuchiya, G. Murakami, K. Yoshioka, D. Shiota, H. Tadokoro, I. Yoshikawa, A. Yamazaki, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      ISSI team meeting
    • 発表場所
      Bern (スイス)
    • 年月日
      2016-04-25 – 2016-04-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Model Prediction of solar wind variation at Jupiter and Saturn2016

    • 著者名/発表者名
      Tao, C.
    • 学会等名
      ISSI team meeting
    • 発表場所
      Bern (スイス)
    • 年月日
      2016-04-25 – 2016-04-29
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-21  

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