Transcript 電離圏イオン流出現象

電離圏イオン流出現象
山田学，渡部重十（北大･
理）
プラズマ圏・内部磁気
圏研究会
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極域電離圏から流出している低エネルギー
イオンはどこへ運ばれるのか??

予想される行き先
– Tail/lobe, プラズマシート，
放射線帯，リングカレント，
電離圏へ戻ってくる…．

低エネルギーイオンが各
領域にどの程度存在し，
どの様な役割を果たして
いるか定量的にはよくわ
かっていない.
Chappel et al., 1987
プラズマ圏・内部磁気圏研究会（2002/03/13）
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内部磁気圏観測

粒子観測（DE １，AKEBONO,
GEOTAIL, POLAR, FAST, CLUSTER, …）

光学観測
IMAGE衛星
He＋ 共鳴散乱光（30.4nm）
を用いたプラズマポーズの観測
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極域電離圏からのイオン流出量
Akebono/SMS Fast Scan
Mode観測結果



流出量は太陽活動に関係
磁気活動が活発になると流出
領域低緯度側へシフト
H＋：O＋≈1:2 は必然?
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極域電離圏より
様々なイオンが流出

Akebono/SMS Mass Scan
Mode観測結果
– 大抵観測される
• H+,He+,O+
– 場合により観測される
• D+ or He++, O++
（カスプなど特定の場所?）
• N2+,NO+,O2+
（主に磁気活動高い場合?）
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N2+ 共鳴散乱光観測
粒子観測から様々な種類のイオンが流出していることがわかっており
N2+の共鳴散乱光などでイオンの動きをイメージングできるかもしれない
Romic et al.(1999)
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期待されるスペック
粒子観測(高エネルギー粒子中での観測方法が必要)
Thermal Ion を３D速度空間で計測

– イオン種: AMU/q = 1～３２程度
– エネルギー: 0 eV ～ 200 eV
– 時間分解能: ～10 msec

イメージ観測 （全体像がつかめる.波動等との関係は掴めない）
– He+，O+，N２＋などの共鳴散乱光を使う．
※どちらも電場，磁場，波動の同時観測が必須.
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まとめ
イオンアウトフローについてはかなりわかってきた.
 これからやることは定量的な議論と，磁気圏に与える影
響（リングカレント etc.）を解明すること.
 定量的な議論をするために，アウトフローをモニターする
必要がある.
→IN-SITU観測とイメージ観測を組み合わせる必要がある.
 紫外領域の共鳴散乱光を使う手もあるが，MSX衛星の
ような方法がよりGOODかもしれない.

理由：地上（レーダー，光学観測，…）との同時観測の可能性がある.
→実現できればかなり定量的に（量だけでなく，磁気嵐との
関係などもふくめ）議論できるはず.
 O+，N2+などをモニターすることで内部磁気圏でもプラズ
マ分布と運動・消滅をはじめて解明できるかもしれない.
この手法が可能ならば，宇宙天気研究のキー研究
となるのは間違いない！！
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0
低エネルギーイオンを計測すると

そもそもどの程度存在し，どのような役割
を果たしているのかのか未知である.

電離圏から磁気圏への物質輸送ルートを
しる手掛かりとしてHe+,O+（あるいは分子
イオン）をトレーサーにできる.
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Akebono/SMS Mass Scan Mode
観測結果
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