NEWS

宇宙空間で電磁波を生み出すイオンの分布を発見
~JAXAの人工衛星「あらせ」の観測と解析から~

国際連携センターの小路真史特任助教、Lynn Kistler教授、統合データサイエンスセンターの三好由純教授らの研究グループは、 JAXA・宇宙科学研究所のジオスペース探査衛星「あらせ」の観測データから、宇宙空間で電波を生み出すイオン(陽子)の集団を検出することに世界で初めて成功しました。 これは、本研究グループが開発している新しい解析手法によって実現したもので、イオンの集団が動くことによって、電波の周波数が下げられる様子を直接検出したことで明らかになりました。 この発見によって、宇宙空間で自発的に電波が生み出されている仕組みが明らかになりました。本研究グループが開発した手法は、宇宙空間に存在するイオンによって作り出される電波の発生過程を、 観測データを用いて、電波とイオンの運動を詳細に対応づけることで明らかにするもので、2022年打ち上げ予定の欧州、日米の国際共同木星探査ミッション「JUICE」でも活用され、木星系の超高層大気で、 イオンが電波を生み出す過程を明らかにしようとしています。このように、宇宙に存在する様々な種類の電波が生まれる仕組みを解明するのに活用されていくことが期待されます。 本研究成果は、2021年6月29日付英国科学誌「Scientific Reports」に掲載されました。

論文情報:
Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Lynn M. Kistler, Kazushi Asamura, Ayako Matsuoka, Yasumasa Kasaba, Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara and Iku Shinohara, Discovery of proton hill in the phase space during interactions between ions and electromagnetic ion cyclotron waves, Scientific Reports volume 11, Article number: 13480 (2021)

https://www.nature.com/articles/s41598-021-92541-0

名古屋大学からのプレスリリース:
https://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20210712_isee.pdf


図: 地球周囲の宇宙空間であるジオスペースにおける電磁波「電磁イオンサイクロトロン波」発生の様子。上は周波数が下がる電磁イオンサイクロトロン波との共鳴の様子、図右の下は周波数が変わらない電磁イオンサイクロトロン波が発生した時の陽子との共鳴の様子を示します。どちらも密度の不均一(山)が観測されますが、周波数が一定の場合から降下するものに変化した時、山が位相角の小さい方に移動することが示唆されています。