| 研究課題/領域番号 |
24540480
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| 研究機関 | 東北工業大学 |
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研究代表者 |
中川 朋子 東北工業大学, 工学部, 教授 (40222161)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 月 / 反射プロトン / 反射電子 / サイクロトロン共鳴 / 磁気流体波 / ホイスラ波 / かぐや衛星 / ULF/ELF |
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| 研究実績の概要 |
太陽風中の月のような障害物の夜側（下流側）表面は、電子だけが太陽風のバルク速度に逆らって到達できるため負に帯電し、この帯電による電場がさらなる電子の流入を阻害する一方、イオンについては流入を加速することが前年までの数値シミュレーションで示されていたが、実際の天体のサイズはデバイ長よりはるかに大きいため帯電の効果は限定的ではないかという批判があった。これに対し、天体サイズをデバイ長の32倍まで大きくした数値実験を行い、ウェイク中は電子の密度が低くデバイ長自体が長くなっていることに加え、天体の裏面までの長い距離にわたって帯電の電場による加速を受け続けるため、小さな天体よりも大きな天体のほうがむしろ障害物の背後にイオンが入りやすいことを示した。
また、かぐや衛星によって月の昼側で観測されていた低周波の磁場変動について、月面及び月固有磁場により反射したプロトン、電子それぞれについて、太陽風の磁気流体波との共鳴、太陽風中のホイスラ波との共鳴、ピッチ角分布の変形によるホイスラ波の励起、と、異なる過程によって0.01Hzの狭帯域ULF波、1Hzの狭帯域ELF波、0.1-10Hzの広帯域波が生成されることがわかってきた。月の夜側で観測される、反射後のサイクロトロン運動によって夜側ウェイク中に回り込んだプロトン（タイプⅡエントリープロトン）に伴う0.1-10Hzの広帯域波については、上記の昼間側で観測される波とは、電子の速度分布が全く異なることがかぐや衛星の粒子観測(
MAP/PACE)によりわかってきた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
数値シミュレーションの設定条件に不具合があり計算をやり直したため計算に遅れが出ている。また、かぐや衛星による磁場観測データから、地球磁気圏内でイオンサイクロトロン周期の波があることが新たに確認されたため、そのデータ解析を優先している。
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| 今後の研究の推進方策 |
天体のスケールがデバイ長の32倍、64倍の粒子シミュレーションを進め、イオン流入に対する帯電の重要性を検証する。
夜側ウェイク中のタイプⅡエントリープロトンに伴うELF波の発生機構を解明するため、かぐや衛星のMAP/PACEによって観測された荷電粒子のピッチ角分布のデータの解析を進め、必要であれば１次元シミュレーションを行い、発生機構を検証する。
地球磁気圏中の月面上でイオンサイクロトロン周波数の波が観測されていたことが米国のアポロ計画による月面上の磁場観測から発見されたため、その発生位置や条件を、かぐや衛星の月周回軌道上から統計的に明らかにし、発生機構を検証する。
今年度が最終年度であるので、成果を論文にまとめ出版する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
例年は海外で行われるＡＯＧＳ会議が国内開催となり、海外旅費が少なくて済んだこと、成果公開のための出版費が年度をまたいでＨ２６年度中に支払いが少なかったことによる。
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| 次年度使用額の使用計画 |
Ｈ２７年度は成果公開のための出版費及び旅費が増える予定である。
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