Observation of escaping Nitrogen molecule ions based on high-resolution spectral measurements of blue aurora

基于蓝色极光高分辨率光谱测量的逃逸氮分子离子观测

基本信息

批准号：
21K18651
负责人：
塩川和夫
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

・令和4年度は、ノルウェー・トロムソ観測点を令和4年9月に研究協力者が訪問し、現地で運用しているファブリ・ペロー干渉計（FPI）に、前年度に購入した波長427.8nmの青いオーロラ発光を観測するためのバンドパスフィルターを設置した。これにより、この青いオーロラの分光観測を令和4年9月から令和5年3月まで実施することができた。・これらの観測で得られた波長427.8nmの干渉フリンジから、発光体であるN2+イオンの速度を求めるために解析を行った。干渉フリンジの強度が非常に弱く、強いオーロラが現れた令和4年12月や令和5年3月の磁気擾乱時のデータを中心に解析を行った。・特に2022年12月15, 16, 17, 19日は、EISCATレーダーとの同時観測実験を実施し、電波観測と光学観測の比較ができるデータを取得するようにした。しかしすべて曇ってしまったので、両者の同時データは得られなかった。・得られたイオン速度は、同じ時刻に得られた異なるフリンジ同士で大きく異なる値を示すことが多いため、何らかのノイズがフリンジに重なっていることが想定された。・これらの解析と並行して、N2+イオンのバンド発光輝線の波長・強度の理論データを文献等から探した。この結果、観測された干渉フリンジには複数のバンド発光輝線が含まれること、この発光輝線輝線同士の強度比は発光体であるN2+イオンの温度によって変化することが分かった。このイオン温度依存性を計算するプログラムを入手し、予測される干渉フリンジをモデル計算で再現した。その結果、観測された干渉フリンジは理論的に予測される干渉フリンジよりも構造が少なく、ピントのずれなど、何らかの原因で細かい構造がなまされていることが推定された。

・2020财年，研究合作者于2020年9月访问了挪威的特罗姆瑟观测点，并在该处运行的法布里-珀罗干涉仪（FPI）中安装了前一年购买的波长427.8的带通滤波器。观察 nm 波长的蓝色极光发射。结果，我们能够在2020年9月至2020年3月期间对这片蓝色极光进行光谱观测。・根据这些观测得到的波长 427.8 nm 的干涉条纹，对作为光发射体的 N2+ 离子的速度进行了分析。分析重点是2020年12月和2020年3月的磁扰数据，当时干涉条纹的强度非常弱，出现了强烈的极光。 -特别是在2022年12月15日、16日、17日和19日，我们利用EISCAT雷达进行了同步观测实验，以获得可以对射电观测和光学观测进行比较的数据。然而，由于一切都是阴天，因此无法同时获得两者的数据。・由于同时获得的不同条纹所获得的离子速度往往表现出显着不同的值，因此推测条纹上叠加了某种噪声。・在进行这些分析的同时，我们还检索了有关 N2+ 离子带发射线的波长和强度的理论数据的文献。结果发现，观察到的干涉条纹包括多带发射线，并且这些发射线的强度比根据作为发光体的N 2+ 离子的温度而变化。我们获得了一个程序来计算这种离子温度依赖性，并使用模型计算重现了预测的干涉条纹。结果，观察到的干涉条纹的结构比理论上预测的干涉条纹要少，并且推测精细结构由于某种原因（例如失焦）而被平滑。