Association between auroral breakups and oxygen ions in Earth's magnetotail

极光破裂与地球磁尾氧离子之间的关联

基本信息

批准号：
21K03639
负责人：
家田章正
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

オーロラは大気の発光であり、地球では数時間に一度、爆発的に増光する。このオーロラ爆発は、地球磁気圏に蓄積した磁気エネルギーが、突発的に解放される過程の投影である。このエネルギー解放の機構は、磁力線をつなぎ替える磁気再結合であると考えられている。しかし、磁気再結合が発生しても、オーロラ爆発は必ずしも発達しないことが、応募者の研究でわかってきた。この不対応を理解するために本研究では、磁気圏プラズマの主成分である水素イオンに加え、水素イオンより質量が16倍も重い酸素イオンに着目する。本研究の目的は、地球磁気圏尾部の酸素イオンが磁気再結合・オーロラ爆発におよぼす影響を観測的に解明することである。本年度は、酸素原子と酸素原子イオンの衝突断面積について、量子的な微細構造効果の解明を行った。この場合の微細構造効果とは、エネルギー状態の異なる酸素原子の相対割合が温度によって異なるために、低温で衝突断面積が増大する効果を指す。酸素原子とそのイオンは、地球・金星・火星の電離圏を構成する主要な粒子種である。両粒子間の衝突は、衝突断面積モデルとして表現される。最近、教科書的なhigh-energyタイプのモデルでなく、wide-energyタイプのモデルが正しいことが示された。このwide-energyタイプのモデルの、有効な温度範囲は300-2000 K程度である。本研究で、カーブ軌道効果と微細構造効果を考慮することにより、関数フィットの基底関数を改良した。この結果、有効温度範囲は75-9000 Kと広がり、地球・金星・火星の電離圏に十分となった。

Aurora是大气的光发射，每隔几个小时在地球上爆炸性地增加一次。这种极光爆炸是在地球磁球突然释放的磁能突然释放过程中的投影。该能量释放机制被认为是连接磁线的磁对帐。但是，申请人表明，即使发生磁对帐，极光爆炸也不一定会发展。为了理解这一失败，本研究的重点是氧离子，除氢离子（磁等离子体的主要成分）外，它比氢离子重16倍。这项研究的目的是观察氧离子在磁重晶和极光爆炸中的氧气尾部中的影响。今年，我们阐明了量子对氧原子和氧原子离子的碰撞部分的量子细胞效应。在这种情况下，精细的结构效应是指在低温下增加碰撞面积的效果，因为不同能量条件下的氧原子的相对比因温度有所不同。氧原子及其离子是构成地球，金星和火星电离的主要颗粒。两个粒子之间的碰撞表示为碰撞区域模型。最近，已经表明，宽能类型的模型不是教科书的模型，而是广泛类型的模型。这种广泛类型型号的有效温度范围约为300-2000 K。在这项研究中，通过考虑曲线轨道效应和精细的结构效应来提高功能拟合的基础功能。结果，有效温度范围为75-9000 K，全球，金星和火星离子足够。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

地球電離圏の電荷交換衝突におけるカーブ軌道効果

地球电离层电荷交换碰撞中的弯曲轨道效应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshida Tatsuya;Terada Naoki;Ikoma Masahiro;Kuramoto Kiyoshi;家田章正
通讯作者：
家田章正

酸素原子のイオン-中性衝突断面積：電離圏温度での関数フィット

氧原子的离子中性碰撞截面：电离层温度下的函数拟合

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tetsu Anan;Thomas A. Schad;Reizaburo Kitai;Gabriel I. Dima;Sarah A. Jaeggli;Lucas A. Tarr;Manuel Collados;Carlos Dominguez-Tagle;and Lucia Kleint;家田章正
通讯作者：
家田章正

Curved Trajectory Effect on Charge‐Exchange Collision at Ionospheric Temperatures

DOI：
10.1029/2021ja029612
发表时间：
2022-01
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
0
作者：
A. Ieda
通讯作者：
A. Ieda

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通讯作者：
家田章正