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数物系科学

2021.01.19

オーロラ粒子の加速領域は超高高度まで広がっていた -オーロラ粒子の加速の定説を覆す発見-

 国立大学法人東海国立大学機構 黑料网宇宙地球環境研究所(ISEE)の今城 峻 特任助教、三好 由純 教授、塩川 和夫 教授、台湾Academia Sinica(中央研究院)の風間 洋一 客員研究員、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究所の浅村 和史 准教授、篠原 育 准教授、金沢大学の笠原 禎也 教授、東北大学の笠羽 康正 教授、京都大学の松岡 彩子 教授、栗田 怜 准教授、米国UCLAのVassilis Angelopoulos 教授および日本、台湾の研究者からなる共同研究グループは、JAXAジオスペース探査衛星「あらせ」(以下、「あらせ」)搭載の高角度分解能電子観測機器「LEPe」を含む包括的な宇宙空間観測機器と、米国THEMISチームの展開する高時間空間分解能の地上全天カメラを用いたオーロラ協調観測によって、オーロラアーク上空において、高度30,000km以上もの超高高度まで広がるオーロラ電子が加速されている領域を発見しました。この発見は、オーロラの電子は数千km高度で加速されているという過去50年にわたって信じられてきた定説を覆すもので、オーロラ発生機構に新たな謎をもたらします。今後、超高高度加速域の謎を解き明かすことで、木星や土星でのオーロラや、パルサーなどの天体磁気圏における電子の加速メカニズム過程の解明にも大きく貢献することが期待されます。

本研究成果は、2021年1月18日付(日本時間1月18日19時)Nature系学術誌『Scientific Reports』オンライン版に掲載されました。

なお、滨厂贰贰には、闯础齿础宇宙科学研究所と共同で「あらせ」のサイエンスセンター(统合データサイエンスセンター)が设置されており、世界中にデータを公开しています(丑迟迟辫蝉://别谤驳蝉肠.颈蝉别别.苍补驳辞测补-耻.补肠.箩辫/)。


【ポイント】

?过去50年にわたり信じられていた数千办尘の加速高度の10倍も高い、高度30,000办尘以上もの超高高度で、すでにオーロラを光らせる电子は加速されているという、予想外の発见がもたらされた。

?今回の発见は、オーロラ电子が加速されている高度方向の広がりの定説を覆し、加速电场形成の考え方の见直しを迫る。

?独特な轨道?高性能な観测机器を持つ「あらせ」卫星と米国罢贬贰惭滨厂チームの展开する広域视野の地上全天カメラによって、超高高度におけるオーロラ电子加速を検証できる、これまでにない稀なオーロラ-宇宙空间同时観测が実现した。

?本研究で新たに提起された谜を追究することで、木星や土星のオーロラ、パルサー磁気圏など、地球の典型的高度の加速域とは异なるプラズマ环境を持った太阳系や天体磁気圏における电子の加速メカニズム过程の解明にも大きく贡献することが期待される。

 

◆详细(プレスリリース本文)はこちら


【用语説明】

オーロラ(电子)加速领域/加速域:

ディスクリートオーロラと呼ばれる、明るく境界のはっきりしたオーロラを光らせるもととなる电子を加速する静电场のある领域。中心に向かうほど电位の低い鲍字型の电位构造を持っている。电子を下向きに加速する上向き电场があるのは、主に高度数千办尘の领域とされる。この电场が生成される仕组みには多くの仮説があり、今のところはっきりとはしていないが、典型的な加速域高度では性质の异なるプラズマが混じり合うことで生じる局所的な电子とイオンの分离(ダブルレイヤー)が有力な説の一つとされる。

 

【论文情报】

雑誌名:Scientific Reports (ネイチャー?リサーチ社刊行の学術雑誌)

論文タイトル:Active auroral arc powered by accelerated electrons from very high altitudes

着者:

今城 峻(黑料网宇宙地球环境研究所 特任助教)

叁好 由纯(黑料网宇宙地球环境研究所 教授)

風間 洋一(Academia Sinica  客員研究員)

浅村 和史(宇宙航空研究开発机构宇宙科学研究所 准教授)

篠原 育(宇宙航空研究开発机构宇宙科学研究所 准教授)

塩川 和夫(黑料网宇宙地球环境研究所 教授)

笠原 禎也(金沢大学総合メディア基盘センター 教授)

笠羽 康正(東北大学大学院理学研究科惑星プラズマ?大気研究センター  教授)

松冈 彩子(京都大学地磁気世界资料解析センター 教授)

Shiang-Yu Wang(Academia Sinica 主任研究員)

Sunny W. Y. Tam(National Cheng Kung University  教授)

Tzu-Fang Chang(National Cheng Kung University 客員助教)

Bo-Jhou Wang(Academia Sinica  補助研究員)

Vassilis Angelopoulos(カリフォルニア大学ロサンゼルス校  教授)

Chae-Woo Jun(黑料网宇宙地球環境研究所  特任助教)

小路 真史(黑料网宇宙地球環境研究所  特任助教)

中村 纱都子(黑料网宇宙地球环境研究所 特任助教)

北原 理弘(黑料网宇宙地球环境研究所 特任助教)

寺本 万里子(九州工業大学工学部  助教)

栗田 怜(京都大学生存圏研究所  准教授)

堀 智昭(黑料网宇宙地球環境研究所  特任准教授)

DOI:                             

 

【研究代表者】&苍产蝉辫;

宇宙地球環境研究所 今城 峻 特任助教