太陽風・磁気圏プラズマ内のMHD乱流の発生と粒子加熱・加速機構の研究

太阳风和磁层等离子体中MHD湍流的产生和粒子加热/加速机制研究

基本信息

批准号：
01540351
负责人：
寺沢敏夫
金额：
--
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01540351/
关键词：
天体プラズマアルフェン波乱流非線型現象粒子加速

项目摘要

本研究は太陽風・磁気圏プラズマの様々の局面で重要な役割を果たしていると考えられる電磁流体力学的(MHD)乱流の起源とそれ物理現象、特に粒子の加熱、加速を中心とした物理現象を理論的に調べることを目的とした。この現象に関しては、これまで、理論・観測の両面からいくつかの研究がなされてきた。しかし、多くは線型理論もしくは準線型理論に基づいており、MHD波動の振幅が平均場と同程度になるような非線型性が強い場合にはこうした取扱の妥当性自体が自明ではない。本研究では、そうした制約のない数値シミュレ-ションの手法を用い、MHD衝撃波における乱流発生機構、MHD乱流内における粒子の加熱・加速現象の研究、の二点に関し詳しい研究を行った。1.上流側磁場と衝撃波面の法線が平行に近い準平行衝撃波において、上流側の広い範囲にわたってイオン・ビ-ム・サイクロトロン不安定によって励起された大振幅MHD波動が衝撃波面に吸収されることに伴う粒子の散乱・加熱機構が散逸の主機構となっていることを示した。また、MHD波動の成長・吸収は準周期的に起き、それに伴って衝撃波面で加熱された粒子のエネルギ-スペクトルも準周期的に揺らぐことを見いだした。これらの新たな結果は、最近衛星観測グル-プ(米国、西ドイツ)により得られた観測結果をよく説明するものである。2.我々が先に(昭和63年度科学研究費補助金一般C62540309)、その重要性を指摘した、磁気音波とイオンの間のイオン・サイクロトロン低調波共鳴に関し磁気音波が厳密な垂直伝搬から外れ、斜め伝搬する場合の粒子加速の条件を求め、更に現実の磁気圏の条件下で、低調波共鳴が起こる条件を明らかにした。

这项研究旨在从理论上研究电磁水动力学（MHD）湍流的起源，该湍流被认为在太阳风和磁层等离子体的各个方面起着重要作用，及其物理现象及其物理现象，尤其是围绕颗粒加热和加速的物理现象。从理论和观察的角度来看，已经对这种现象进行了几项研究。但是，大多数基于线性或准线性理论，当非线性足够强，以使MHD波的振幅等于平均场时，该处理本身的有效性并不明显。在这项研究中，我们使用了没有这种约束的数值模拟技术来对两个点进行详细研究：MHD冲击波中湍流产生的机理以及MHD湍流中颗粒加热和加速的现象。 1。在半平行的冲击波中，上游磁场和冲击波前部的正态接近平行，当粒子散射和加热机制发生时，当离子束旋转的大振幅MHD波在上游侧面的宽范围内激发的大振幅MHD波在上游侧面被冲击波横向吸收，并且是振荡的主体。还发现，MHD波的生长和吸收是准周期发生的，并且冲击波锋加热的颗粒的能量光谱也会在准周期内波动。这些新结果很好地解释了卫星观察小组（美国，西德）获得的最新观察结果。 2。我们首先指出了这一点的重要性（科学研究的赠款，一般C62540309）：关于磁性声波和离子之间的离子 - 循环亚谐波共鸣，我们确定了磁性声波偏离严格的垂直传播和在倾斜条件下的条件，并进一步阐明该层次的情况下的磁力加速度，并在该次数下进行了批准。