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本研究では、オーロラの神秘の元となっている、複雑性・多様性の原因を探ることを目的としている。オーロラを光らせるプラズマ粒子は、宇宙空間から降り込んできており、地球磁気圏での爆発現象であるサブストームに伴って、極域電離層ではオーロラが見られる。本研究では、れいめい衛星によって観測された降り込み粒子とその粒子が光らせたオーロラの同時観測データを解析することで、オーロラの複雑性の謎に迫った。
波動構造が見られるオーロラに関して、オーロラ電子の加速領域の電場推定を行った。れいめい衛星で観測された電子のエネルギー利得から、観測された時系列データを空間変化によるものと仮定して、電場の推定を行い、EXBドリフト速度を見積もった。また、オーロラ撮像データを用いて、オーロラの波動構造のドリフト速度を差分データから導出した。両者のドリフト速度比には、良い相関があり、粒子データから導出したドリフト速度の方が大きい傾向を示した。
統計的に得られたドリフト速度比を用いて、オーロラ撮像データから得られる数秒間のドリフト速度の時間発展を加速領域の電場構造の時間発展と考えた。結果として、初めて、オーロラ加速領域の電場構造の時間発展を調べることができた。この手法を用いて、現在、個々のイベント毎の加速領域の電場構造の時間変化を調べている。
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