Transcript 大きな磁気異常 （SPA

宇宙空間物理学の課題
長井嗣信
（東京工業大学）
2010年 3月 15日 11:30 – 12:30
２．人工衛星Geotail
1992.9-
Geotail
磁場観測
磁場観測 PI
世界へのデータ提供
３．人工衛星「あけぼの」
1989.3-
放射線粒子観測 PI
WEBでのデータ公開
月探査衛星「かぐや」による月のプラズマ環境
寺川・角川・松本・長井 （東工大）
西野・斎藤
（宇宙科学研究所）
プラズマ観測 PACE (Plasma experiment-Plasma energy
Angle and Composition Experiment)
PI
宇宙研 斎藤
東大、名古屋大、京大、情報通信研究機構、東工大
月に対する従来の考え方
（教科書）
Physics of Solar System Plasmas
Thomas E. Cravens
1997
The Moon lacks an atmosphere, or ionosphere, and does not possess a significant
intrinsic magnetic field, and the lunar rock itself is a poor electrical conductors. As
a consequence of these properties the moon is not able to deflect the solar wind
around it; instead, the solar wind runs into the Moon and is absorbed.
月探査衛星「かぐや」
吸収
プラズマのない真空
太陽風プラズマ
高度100km(40km) 周期2時間
1
月面での太陽風プロトンの反射
1
2
月面を向いた検出器の観測
1
UT 0030
3
2
3
0120
April 20, 2009
月面で反射されたプロトン
高度40kmから見える月面は370km先（経度12度）
0210
強い反射
月面を向いた検出器の観測
UT 0250
0340
April 22, 2009
月面で反射されたプロトン
0430
２時間の月周回中の太陽風のイオン J(t’) に対する反射イオン J(t)の割合
反射イオン
太陽風イオン
太陽風イオン
太陽風イオン
2009年4月
平均高度：45.19km
月の磁気異常
Descartes
Orientale antipode
Crisium antipode
Reiner Gamma
South Pole-Aitken (SPA)
Stofler
Rima Sirsalis
Airy
Imbrium antipode
Serenitatis antipode
月の磁気異常で多大きな反射率
2009年4月 平均高度：45.18km
-90
-60
-30
0
30
60
90
120
150
180
-150
-120
-90
「かぐや」での高度40kmの
月周辺の磁場強度
太陽風の磁場強度
反射したプロトンはどこにいくのか？
強い反射
月面を向いた検出器の観測
UT 0250
0340
April 22, 2009
月面で反射されたプロトン
0430
プロトンの軌道
V = 400 km/s
太陽風電場による加速
B = 5 nT
10nT
E = 2 mV/m
4 mV/m
（磁場は手前へ向き）
VExB = E/B = 400 km/s
VExB = E/B = 400 km/s
いろいろな方向
0,..90,..180度
V = 400 km/s
いろいろの初速度
0,50,..,400 km/s
反射されたプロトンの軌道
この領域
真空だったはず
反射プロトンの速度
到達できる最高エネルギー
太陽風プロトンの9倍
太陽風イオンと加速されたプロトン
A
B
1
加速されたプロトンの月の裏側への侵入
A
B
UT 1200
March 03, 2009
1300
1400
1500
太陽風イオン
月の前面での観測
1600
いろいろの初速度
0,50,..,400 km/s
観測されるプロトンには
エネルギーの上限がある
5 keV
solar wind ions 0.6 keV (0.6 x 9 = 5.4)
太陽風イオンと加速されたプロトン
太陽風
バックトレース 2009/03/03
1334 - 1435 UT
太陽風
バックトレース 10イベント
●着地した
●着地しそうだった
月の地理上の
緯度・経度
月の前面
裏側
大きな磁気異常
（SPA)
バックトレース 10イベント
●着地した
●着地しそうだった
■太陽直下点
SSE座標の
緯度・経度
太陽直下点を中心とした座標系
加速イオン： 太陽直下点付近で反射した太陽風プロトンが太陽風電場で加速される
月に対する従来の考え方
（教科書）
Physics of Solar System Plasmas
Thomas E. Cravens
1997
The Moon lacks an atmosphere, or ionosphere, and does not possess a significant
intrinsic magnetic field, and the lunar rock itself is a poor electrical conductors. As
a consequence of these properties the moon is not able to deflect the solar wind
around it; instead, the solar wind runs into the Moon and is absorbed.
月探査衛星「かぐや」
吸収
プラズマのない真空
太陽風プラズマ
高度100km(40km) 周期2時間
「月に対する従来の考え方
（教科書）」改訂する必要
月の裏側へも
侵入できる
反射
太陽風プラズマ
太陽直下点付近で月面で反射された太陽風のプロトンは、
月の周辺を（裏側までも）満たしている。
２．人工衛星Geotail
1992.9-
Geotail
磁場観測
磁場観測 PI
世界へのデータ提供
電子の加速
電子
電子
イオン
イオン
UT 0900
April 24, 2009
1000
1100
イオンの減速
月探査衛星「かぐや」による月のプラズマ環境
松本・長井 （東工大）
西野・斎藤
（宇宙科学研究所）
2010年度の研究計画
電子のダイナミクスの調べ、月のプラズマ環境の解明