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2017 年度 実績報告書

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(系)研究科(研究院), 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 / Juno探査機
研究実績の概要

最終年度において、「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適用して、2015年1月の衛星イオ火山活動の活性化に伴うオーロラおよび磁気圏変化を調べた結果を、論文に投稿し、受理された。さらに、このオーロラ観測結果を、Juno探査機搭載のプラズマ計測器による直接その場観測と比較した。両者に相違点を、オーロラの解析で仮定する大気分布の観点から考察し、数値実験による裏づけを行った。これは、極域の大気モデルを制約する意義を持つ。

また、ハッブル宇宙望遠鏡で観測された木星オーロラに、水素原子線と水素分子線の発光強度比(H/H2)によるオーロラ電子エネルギー導出法を適用してエネルギーとフラックス評価を行い、土星オーロラとの相違を比較・考察した結果についても、論文に投稿し受理された。


期間全体を通して、「ひさき」宇宙望遠鏡の木星オーロラ・スペクトルを用いたオーロラ電子パラメータ導出方法を、ハッブル宇宙望遠鏡の観測との比較を通して確立した。さらに、スペクトル情報と加速理論を組み合わせ、磁気圏粒子パラメータ(加速前のプラズマ密度・温度)の変動量を導出した。それらを用いて、木星磁気圏の内因(自転に伴う磁気圏ダイナミクスおよび衛星火山活動)・外因(太陽風)それぞれの変動に対するオーロラ降り込み電子および磁気圏環境の応答を明らかにした。また、オーロラ・スペクトルのH/H2比情報を用いた低エネルギー電子降り込みの解析を、土星に加えて木星にも適用し、惑星間の比較・考察を行った。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 11件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8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] Leicester University/Lancaster University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Leicester University/Lancaster University
  • [国際共同研究] JPL, California Institute of Technology/Johns Hopkins University/Boston University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      JPL, California Institute of Technology/Johns Hopkins University/Boston University
    • 他の機関数
      1
  • [雑誌論文] Variation of Jupiter’s Aurora Observed by Hisaki/EXCEED: 3. Volcanic Control of Jupiter's Aurora2018

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

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 45 ページ: 71-79

    • DOI

      10.1002/2017GL075814

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Virtual Planetary Space Weather Services offered by the Europlanet H2020 Research Infrastructure2018

    • 著者名/発表者名
      N. Andre, M. Grande, N. Achilleos, M. Barthelemy, M. Bouchemit, K. Benson, P.-L. Blelly, E. Budnik, S. Caussarieu, B. Cecconi, T. Cook, V. Genot, P. Guio, ..., C. Tao, et al. (筆頭二者を除いて姓のアルファベット順, 計28名)
    • 雑誌名

      Planet. Space Sci.

      巻: 150 ページ: 50-59

    • DOI

      10.1016/j.pss.2017.04.020

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Response of Jupiter’s aurora to plasma mass loading rate monitored by the Hisaki satellite during volcanic eruptions at Io2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, T., Y. Hiraki, C. Tao, F. Tsuchiya, P. A. Delamere, K. Yoshioka, G. Murakami, A. Yamazaki, H. Kita, S. V. Badman, K. Fukazawa, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 123 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1002/2017JA025029

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Auroral electron energy estimation using the H/H2 brightness ratio applied to Jupiter2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., L. Lamy, R. Prange, N. Andre, and S. V. Badman
    • 雑誌名

      Planetary Radio Emissions VIII

      巻: 8 ページ: 139-149

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Independent evolution of stratospheric temperatures in Jupiter's northern and southern auroral regions from 2014 to 20162017

    • 著者名/発表者名
      Sinclair, J. A., G. S. Orton, T. K. Greathouse, C. Tao, G. R. Gladstone, A. Adriani, W. Dunn, L. N. Fletcher, J. I. Moses, V. Hue, P. G. J. Irwin, H. Melin, and R. S. Giles
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 5345-5354

    • DOI

      10.1002/2017GL073529

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Variability of Jupiter's IR H3+ aurorae during Juno approach2017

    • 著者名/発表者名
      Moore, L., J. O'Donoghue, H. Melin, T. Stallard, J. Clarke, M. F. Vogt, B. Zieger, C. Tao, T. Bhakyapaibul, J. E. P. Connerney, S. Levin, and S. Bolton
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 4513-4522

    • DOI

      10.1002/2017GL073156

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transient brightening of Jupiter's aurora observed by the Hisaki satellite and Hubble Space Telescope during approach phase of the Juno spacecraft2017

    • 著者名/発表者名
      Kimura, T., J. D. Nichols, R. L. Gray, C. Tao, G. Murakami, A. Yamazaki, S. V. Badman, F. Tsuchiya, K. Yoshioka, H. Kita, D. Grodent, G. Clark, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 4523-4531

    • DOI

      10.1002/2017GL072912

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Response of Jupiter's auroras to conditions in the interplanetary medium as measured by the Hubble Space Telescope and Juno2017

    • 著者名/発表者名
      Nichols, J., S. V. Badman, F. Bagenal, S. J. Bolton, B. Bonfond, E. J. Bunce, J. T. Clarke, J. E. P. Connerney, S. W. H. Cowley, R. W. Ebert, ..., C. Tao, et al. (筆頭者を除い て姓のアルファベット順, 計27名)
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 7643-7652

    • DOI

      10.1002/2017GL073029

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-year of observations of Jupiter's aurora and Io plasma torus variabilities by earth orbiting extreme-ultraviolet spectroscope HISAKI2017

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

      J. Physics: Conference Series

      巻: 869 ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An isolated, bright cusp aurora at Saturn2017

    • 著者名/発表者名
      Kinrade, J., S. V. Badman, E. J. Bunce, C. Tao, G. Provan, S. W. H. Cowley, A. Grocott, R. L. Gray, D. Grodent, T. Kimura, J. D. Nichols, C. S. Arridge, A. Radioti, J. T. Clarke, F. J. Crary, W. R. Pryor, H. Melin, K. H. Baines, and M. K. Dougherty
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 122 ページ: 6121-6138

    • DOI

      10.1002/2016JA02379

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Volcanic activity on Io and its influence on the dynamics of the Jovian magnetosphere observed by EXCEED/Hisaki in 20152017

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

      Earth, Planets and Space--Frontier Letter

      巻: 69 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s40623-017-0700-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Jupiter's secondary auroral oval and its response to hot plasma injections2017

    • 著者名/発表者名
      Gray, R. L., S. V. Badman, E. E. Woodfield, and C. Tao
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 122 ページ: 6415-6429

    • DOI

      10.1002/2017JA024214

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A flux comparison of northern and southern Saturn kilometric radio bursts during southern summer2017

    • 著者名/発表者名
      Kasaba, Y., T. Kimura, D. Maruno, A. Morioka, B. Cecconi, L. Lamy, C. M. Jackman, C. Tao, H. Kita, H. Misawa, T. Tsuchiya, and A. Kumamoto
    • 雑誌名

      Planetary Radio Emissions VIII

      巻: 8 ページ: 205-215

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Properties of Jupiter’s magnetospheric turbulence observed by the Galileo spacecraft2018

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., F. Sahraoui, D. Fontaine, J. de Patoul, T. Chust, S. Kasahara, A. Retino, and E. Kronberg
    • 学会等名
      Fundamental Physical Processes in Solar-Terrestrial Research and Their Relevance to Planetary Physics 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ひさきで観測された木星オーロラの周期変動2018

    • 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, M. Fujimoto
    • 学会等名
      惑星圏研究会
  • [学会発表] Auroral Electron Energy Estimation Using H/H2 Brightness Ratio Applied to Jupiter2017

    • 著者名/発表者名
      垰 千尋, Lamy Laurent, Prange Renee, Andre Nicolas, Badman Sarah
    • 学会等名
      JpGU-AGU 2017
    • 国際学会
  • [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, H. Kita, A. Yamazaki, S. V. Badman, N. Andre, Y. Kasaba, I. Yoshikawa, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      Magnetospheres of the Outer Planets (MOP) 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] H/H2 Brightness Ratio of Jupiter Aurora2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., L. Lamy, R. Prange, N. Andre, S. V. Badman
    • 学会等名
      Magnetospheres of the Outer Planets (MOP) 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Periodic variations of Jupiter’s aurora observed by Hisaki2017

    • 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
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Variation of Jupiter auroral spectra during Io volcanic events taken by Hisaki/EXCEED2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, H. Kita, F. Tsuchiya, G. Murakami, K. Yoshioka, S. V. Badman, N. Andre, A. Yamazaki, I. Yoshikawa, Y. Kasaba, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      ISSI team meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Variation of Jupiter's aurora observed by Hisaki/EXCEED2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., T. Kimura, H. Kita, F. Tsuchiya, G. Murakami, K. Yoshioka, S. V. Badman, N. Andre, A. Yamazaki, I. Yoshikawa, Y. Kasaba, and M. Fujimoto
    • 学会等名
      Planetary space weather workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solar wind: 1D MHD propagation model2017

    • 著者名/発表者名
      Tao, C., N. Andre, V. Genot, A. P. Rouillard, E. Budnik, and A. Biegun
    • 学会等名
      Planetary space weather workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 磁気圏グローバルモデルを用いた木星オーロラ増光時の磁気圏ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      垰 千尋, 深沢 圭一郎, 木村 智樹, 北 元, 土屋 史紀, 村上 豪
    • 学会等名
      第142回地球電磁気・地球惑星圏学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-06-16  

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