磁気圏カスプ領域におけるイオン加速・加熱機構の研究

磁层尖点区离子加速与加热机制研究

• 批准号: 13740287
• 负责人: 三宅 壮聡
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Toyama Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740287/
• 关键词: 極域; ロケット実験; プラズマ加速・加熱; DC電場; ELF帯波動; 光電子放出; アンテナ; パルス性波動

2000年12月に磁気圏カスプ領域におけるプラズマ加速・加熱機構の解明を目的とした観測ロケットSS-520-2が打ち上げられた。我々の研究班は低周波電界観測器(EFD)をSS-520-2ロケットに搭載、0-50Hzの低周波波動の観測・解析を行った。今回のロケット実験では、カスプ領域を外れてロケットが飛翔したため、プラズマの加速・加熱現象は確認できなかったが、DC電場解析の結果、南東から南西へ変化する約50mV/mの自然電場が確認された。これは重イオンを加速するような電場ではなく、極域に存在するコンベクション電場であると考えられる。そのため、E×Bドリフトの速度及び方向を求めたところ、速度は1500km/s、方向は北西から南東へ変化していることが明らかになった。この結果は学術論文として現在電子情報通信学会誌へ投稿し、採録された。一方、ELF波動の解析では、自然現象と思われるELF波動は確認されなかった。これは先に述べたようにロケットがカスプ領域を外れて飛翔しており、粒子観測からもイオンの加熱現象は確認されていないことから、妥当な結果であると言える。今回のロケット実験によって得られた観測波形にはスピンに同期したパルス状の波形が観測されている。これはあけぼのやGEOTAIL等の人工衛星で観測される光電子放出に起因するパルス波形に非常に良く似ているが、解析の結果このパルス状の波形は太陽と無関係であり、外部磁場方向と非常に良い相関があることが明らかになった。これはロケットの周囲に磁場に沿った電子雲のようなものが存在し、アンテナがそれを横切る際にパルス状の波形が観測されたと考えられる。ロケットが飛翔した高度は電子密度が非常に高い領域であり、この電子雲が光電子放出によつて形成されたとは考え難い。このパルス性波動については早急に研究をまとめ、近く学術論文として投稿する予定である。

2000年12月，启动了观测火箭SS-520-2，目的是阐明磁层尖端区域的血浆加速度和加热机理。我们的研究团队在SS-520-2火箭上安装了低频电场观察装置（EFD），并观察并分析了0-50Hz的低频振动。在这项火箭实验中，火箭飞行在尖峰地区，因此无法确认血浆加速度或加热现象，但是直流电场分析显示，自然电场的天然电场约为50 mV/m，从东南到西南变化。这被认为是极地地区存在的对流电场，而不是加速重离子的电场。因此，当确定E×B漂移的速度和方向时，揭示了速度为1500 km/s，并且方向从西北到东南。结果现已作为学术论文提交给电子，信息和传播工程师研究所杂志，并被接受。另一方面，对小精灵波的分析并未确认精灵波，这似乎是自然现象。如前所述，这是一个合理的结果，因为火箭在尖端区域以外苍蝇，而离子加热现象尚未从颗粒观察中得到证实。在此火箭实验中获得的观察到的波形是与自旋同步的脉冲样波形。这与在Akebono和Geotail等卫星上观察到的光电发射引起的脉冲波形非常相似，但是分析表明，该脉冲波形与太阳无关，并且与外部磁场的方向有很好的相关性。这被认为是因为沿着磁场的火箭周围有一个类似电子云的东西，并且在天线越过时观察到脉冲波形。火箭飞行的高度位于具有极高电子密度的区域，很难想象这种电子云是通过光电发射形成的。我们计划尽快汇编这种脉冲浪潮，并尽快将其作为学术报纸提交。

项目成果

三宅壮聡, 岡田敏美, 宮川潤ほか5名: "SS-520-2ロケットによって観測された極域におけるDC電場解析"電子情報通信学会論文誌B. Vol.J86-B, No.2. 236-244 (2003)

Sosato Miyake、Toshimi Okada、Jun Miyakawa 等 5 人：“SS-520-2 火箭观测到的极地直流电场分析”IEICE Transactions B. Vol.J86-B，No.236 -244。 (2003)