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2010 年度 実績報告書

太陽風中の月及び月ウェイクの電磁環境

研究課題

研究課題/領域番号 21540461
研究機関東北工業大学

研究代表者

中川 朋子  東北工業大学, 工学部, 教授 (40222161)

キーワード月 / MHD波 / ホイスラー波 / 太陽風 / 反射プロトン / かぐや衛星 / 磁場変動 / 磁気異常
研究概要

月によるウェイク形成とその周辺の電場構造を調べるため月を完全不導体と近似し、吸着した電荷は月面上を移動しないという仮定で2次元粒子コードによるシミュレーションを行った。前年の計算では太陽風磁場が入っていなかったが、今般、太陽風とともに流れる磁場を再現するため、太陽風速度に対し斜め-45度の磁場と、それを横切ることにより生じる電場を初期条件として与え、以降は計算によって電場、磁場を求めた。プロトンのラーマー半径が天体の半径より小さくなるような強い磁場強度を与えて計算すると、天体の昼夜境界よりやや夜側のあたりから、磁力線より7-8度ずれた方向に天体の半径の10倍以上の距離にわたって筋状の電子密度の上昇がみられた。これは、太陽風磁場が月の夜側の負に帯電した領域に達した時、ポテンシャルを感じて磁力線に沿って流出する電子流として説明できる。天体の夜側の帯電による静電ポテンシャルが電子の熱速度程度のため、磁力線に沿って流出する電子流もほぼ電子の熱速度程度となっており、これと太陽風バルク速度との合成で、流出電子の筋の方向が決まる。
一方、月が太陽風中にあるとき、「かぐや」衛星搭載の磁力計(MAP-LMAG)によって月の昼間側ないし昼夜境界上で観測された約100秒周期の磁場変動について、月によって反射されたプロトンとのサイクロトロン共鳴を仮定し伝搬方向、偏波、周波数、太陽風速度、太陽風磁場を用いて共鳴条件を調べた結果、太陽風中のMHD波と反射プロトンが反平行にぶつかる場合にのみ共鳴し得ることが示された。反射プロトンの向きが入射太陽風速度とは異なることから、衛星では非常に低い周波数で観測されるのに、それより一桁以上高い周波数のサイクロトロン周波数で共鳴が起こることが説明できた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Role of the solar wind magnetic field in the interaction of a non-magnetized body with the solar wind : An electromagnetic 2-D particle-in-cell simulation2011

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, T., and S. Kimura
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 63(6) ページ: 477-486

    • DOI

      DOI:10.5047/eps.2011.02.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-monochromatic whistler waves detected by Kaguya on the dayside surface of the moon2011

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, et al.
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 63 ページ: 37-46

    • 査読あり
  • [学会発表] かぐや衛星によって月周辺で観測される100秒周期磁場変動の発生機構2010

    • 著者名/発表者名
      中山研仁, 中川朋子, 高橋太, 綱川秀夫, 「かぐや」MAP-LMAG班
    • 学会等名
      第128回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄)
    • 年月日
      2010-11-03
  • [学会発表] 磁場をもたない小天体と太陽風の相互作用の2次元PICシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      中川朋子
    • 学会等名
      第128回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄)
    • 年月日
      2010-11-01
  • [学会発表] Magnetic fluctuations produced by the solar-wind interaction with the Moon observed by Kaguya spacecraft2010

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, T., F.Takahashi, H.Tsunakawa, A.Nakayama, H.Shibuya, H.Shimizu, M.Matsushima
    • 学会等名
      COSPAR Scientific Assembly 2010
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2010-07-23
  • [学会発表] 「かぐや」衛星によって観測された月周回軌道における1-10Hzの磁場変動2010

    • 著者名/発表者名
      中川朋子, 高橋太, 綱川秀夫, 渋谷秀敏, 清水久芳, 松島政貴
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉)
    • 年月日
      2010-05-27
  • [学会発表] かぐや衛星によって月磁気異常上空で観測される100秒周期磁場変動発生時の太陽風条件2010

    • 著者名/発表者名
      中山研仁, 中川朋子, 高橋太, 綱川秀夫, 渋谷秀敏, 清水久芳, 松島政貴
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉)
    • 年月日
      2010-05-27
  • [備考]

    • URL

      http://www.ice.tohtech.ac.jp/~nakagawa/papers/yokou09.htm

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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