1 太陽風プロトンの月面散乱による散乱角依存性の研究東京大学大学院地球惑星科学専攻齋藤研修士課程１年上村洸太月周回衛星「かぐや(SELENE)」打ち上げ：2007/09/14 軌道：極軌道高度：2007/12/14 - 2008/12/26 100km 2009/02/26 - 2009/04/16 50km 2009/04/16 - 2009/06/10 10km 周期：２ｈ姿勢：３軸制御プラズマ観測器(MAP-PACE) -IMA-S(月面) イオン -IEA-S(反月面) -ESA-S１電子 -ESA-S2 2 イントロダクション • 固有磁場なし • Atmosphereless • 太陽風は月面と直接相互作用 • 観測に基づく理解はされていない 3 イントロダクション 4 It has been tacitly assumed that the plasma is almost completely absorbed (<1% reflected) in the surface material.[Crider and Vondrak, 2002; Schmitt et al., 2000; Feldman et al., 2000; Behrisch and Wittmaack, 1991] 太陽風イントロダクション 5 Chandrayaan-1 During nominal solar wind conditions SARA observed that up to 16–20% of the proton flux impinging on the lunar surface is reflected back to space as energetic neutral hydrogen atoms. [martin et al 2009] イントロダクション SELENE…月周辺のプラズマ環境の詳細観測 • 0.1~1%程度が月面で散乱[saito et al 2008] • 特徴的なエネルギー幅を持つ太陽風 6 イントロダクション • 最大エネルギーは太陽風より少し低く一定 • 最小エネルギーは赤道付近でもっとも小さい 7 太陽風プロトンの月面散乱 1. 散乱イオンの月面に対する散乱角は？ 2. エネルギー幅は何に依存しているのか？ •太陽風かぐやの軌道面内に入射してほしい ☞かぐやの軌道と月の位置により選出 •散乱プロトン月面で散乱後、直線的にIMAに入射してほしい ☞太陽風の誘導電場が小さい観測日を選出 8 9 10 太陽風プロトンの月面散乱 • 散乱角の定義散乱角 90° 前方散乱 0° 太陽風入射角後方散 180°乱月面結果 – 角度赤道極域前方散乱後方散乱 11 結果 – エネルギー 1 0.4 0.1 1 0.4 0.1 1 0.4 0.1 12 結果 – 纏め前方散乱と後方散乱の両方が見られる 13 Eforward ≒ Eback 太陽風 Eforward ＞ Eback 前方散乱が多く、ただし後方散乱もわずかだが起こっているまとめ 14 1. 散乱プロトンの月面に対する散乱角は？・太陽風プロトンは様々な角度で散乱・月面に対する太陽風プロトンの入射角が散乱角を決める一因 1. エネルギーは何に依存しているのか？・入射角によって散乱プロトンのエネルギーは決まる発展・中性粒子とあわせた理解・月面の微視的な起伏の影響・誘導電場の影響 ☞ Chandrayaan-1,IBEX ☞実験を計画中 ☞誘導電場のある観測日での解析 15 補足 16 自己ピックアップ加速太陽風電場が反転 • 月面で散乱/反射されたイオンの太陽風電場による加速自己ピックアップ加速磁場太陽風エネルギー低北極電場エネルギー高南極初速度を持って太陽風電場で加速 17 月起源イオンの観測 18 北向きの太陽風電場 • 月面で生成されたイオンの太陽風電場による加速月起源イオンの観測磁場加速距離⇒短エネルギー⇒低太陽風電場北極加速距離⇒長エネルギー⇒高南極初速0で太陽風電場で加速 19