ＳＥＬＥＮＥ観測データによる月磁気異常と太陽風の相互作用の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23740375
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 西野 真木 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (50466794)
• キーワード: 月プラズマ環境 / ＳＥＬＥＮＥ / 磁気異常 / 太陽風 / 太陽風・月相互作用

研究概要

月の磁気異常と太陽風の相互作用を解明することを目的として、月周回衛星SELENE(かぐや)による粒子(プラズマ)・磁場・波動の直接観測データを用いた研究をおこない、下記のことを明らかにした。
まず、磁気異常によるイオン反射の全球マップを作成し、それに基づいて解析対象とする磁気異常を選定した。磁気異常でプロトンが反射される際に、その向きが磁気異常の場所の太陽天頂角に依存することを示すとともに、横に逸れるだけでなく太陽方向にも反射される場合があることを初めて明らかにした。また、反射プロトンは単一のビームではなく複数のビームの重ね合わせになっている場合があることを示した。
磁場については、磁気異常の上空付近であれば高い高度(100km)であっても顕著な増大が観測されうることが知られていたが、その際の増大率が惑星間空間磁場(IMF)と磁気異常の磁場の向きに依存することを明らかにした。
さて、太陽風プロトンは昼側月面や磁気異常との相互作用の結果として反射されるが、その反射したプロトンが夜側に侵入する過程(2型侵入)がある。代表者らによるこれまでの研究で、惑星間空間磁場(IMF)のうち太陽風垂直成分が卓越する際に2型侵入が発生することを示してきたが、最終年度の研究では、 惑星間空間磁場の太陽風平行成分が卓越しても2型侵入が発生することを明らかにした。このことは、太陽風と磁気異常の相互作用の結果としてのプロトン反射が、月の夜側の環境を支配する可能性を示している。また、夜側での磁場の月面への接続状況によって観測される物理現象が異なることを示し、平成26年度以降の新たな研究によってその原因を解明したい。なお、観測データと粒子シミュレーション結果の比較を行う予定であったが、共同研究者による研究が想定よりも遅れているため、これは平成26年度以降の新たな研究として実施することにした。

研究成果

• [雑誌論文] Type-II entry of solar wind protons into the lunar wake : Effect of magnetic connection to the night-side surface (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki N. Nishino, Masaki Fujimoto, Yosifumi Saito, Hideo Tsunakawa, Yoshiya Kasahara, Mariko Kawamura, Masaki Matsushima, Futoshi Takahashi, Hidetoshi Shibuya, Hisayoshi Shimizu, Yoshitaka Goto, Kozo Hashimoto, Yoshiharu Omura, Atsushi Kumamoto, Takayuki Ono, Shoichiro Yokota
  • 雑誌名: Planetary and Space Science 巻: 87 ページ: 106-114
  • DOI: 10.1016/j.pss.2013.08.017
  • 査読あり
• [学会発表] Solar wind proton reflection by lunar crustal magnetic fields observed at low altitude (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaki N. Nishino, Yoshifumi Saito, Hideo Tsunakawa, Futoshi Takahashi, Shoichiro Yokota, Hidetoshi Shibuya, Masaki Matsushima, Hisayoshi Shimizu, Masaki Fujimoto
  • 学会等名: SELENE Symposium 2014
  • 発表場所: 東京都三鷹市、国立天文台
  • 年月日: 2014-03-04
• [学会発表] Type-II entry of solar wind protons into the lunar wake: Effects of magnetic connection to the night-side surface (2013)
  • 著者名/発表者名: M.N. Nishino, M. Fujimoto, Y. Saito, H. Tsunakawa, Y. Kasahara, M. Kawamura, M. Matsushima, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, Y. Goto, K. Hashimoto, Y. Omura, A. Kumamoto, T. Ono, S. Yokota
  • 学会等名: ISAS Workshop: Magnetospheric Plasmas 2013
  • 発表場所: 東京都目黒区、東京工業大学
  • 年月日: 20131111-20131113
• [学会発表] Kaguya's view of solar wind interaction with the Moon (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki N. Nishino, Masaki Fujimoto, Yoshifumi Saito, Hideo Tsunakawa, Futoshi Takahashi, Yoshiya Kasahara, Takayuki Ono, Shoichiro Yokota, Mariko Kawamura
  • 学会等名: AOGS 2013
  • 発表場所: オーストラリア、ブリスベン市
  • 年月日: 2013-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] Type-II entry of solar wind protons into the lunar wake as a general phenomenon
  • 著者名/発表者名: Masaki N Nishino, Masaki Fujimoto, Yoshifumi Saito, Mariko Kawamura, Hideo Tsunakawa, Yoshiya Kasahara, Masaki Matsushima, Futoshi Takahashi, Hidetoshi Shibuya, Hisayoshi Shimizu, Yoshitaka Goto, Kozo Hashimoto, Yoshiharu Omura, Atsushi Kumamoto, Takayuki Ono, Shoichiro Yokota
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会2013
  • 発表場所: 千葉市、幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] Solar wind proton reflection at Reiner Gamma Anomaly observed by SELENE
  • 著者名/発表者名: Masaki N. Nishino, Y. Saito, H. Tsunakawa, F. Takahashi, M. Fujimoto, S. Yokota, M. Matsushima, H. Shibuya, H. Shimizu
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第134回講演会
  • 発表場所: 高知県高知市、高知大学
• [学会発表] Type-II entry of solar wind protons into the lunar wake: Effects of magnetic connection to the night-side surface
  • 著者名/発表者名: M.N. Nishino, M. Fujimoto, Y. Saito, H. Tsunakawa, Y. Kasahara, M. Kawamura, M. Matsushima, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, Y. Goto, K. Hashimoto, Y. Omura, A. Kumamoto, T. Ono, S. Yokota
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2013
  • 発表場所: 米国・サンフランシスコ
• [学会発表] Type-II entry of solar wind protons into the lunar wake: Effects of magnetic connection to the night-side surface
  • 著者名/発表者名: M.N. Nishino, M. Fujimoto, Y. Saito, H. Tsunakawa, Y. Kasahara, M. Kawamura, M. Matsushima, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, Y. Goto, K. Hashimoto, Y. Omura, A. Kumamoto, T. Ono, S. Yokota
  • 学会等名: Symposium on Planetary Science 2014
  • 発表場所: 仙台市、東北大学
• [学会発表] Type-II entry of solar wind protons into the lunar wake: Effects of magnetic connection to the night-side surface
  • 著者名/発表者名: M.N. Nishino, M. Fujimoto, Y. Saito, H. Tsunakawa, Y. Kasahara, M. Kawamura, M. Matsushima, F. Takahashi, H. Shibuya, H. Shimizu, Y. Goto, K. Hashimoto, Y. Omura, A. Kumamoto, T. Ono, S. Yokota
  • 学会等名: EGU General Assembly 2014
  • 発表場所: オーストリア、ウィーン