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[PEM37-06] あけぼので観測されたM/Q=2イオンサイクロトロンホイスラの解析
キーワード：イオンサイクロトロンホイスラ, M/Q=2イオン, EMIC波動, あけぼの衛星
雷放電ホイスラは地上付近で発生する雷放電に伴って励起されるVLF波動であり，電離層を突き抜けて地球磁気圏内を伝搬するものがあけぼの衛星などの観測によって報告されている．多くの衛星観測による結果から，雷放電ホイスラは数十kHz以下のホイスラモード(右回り偏波)の波動であることが知られている．一方で，複数のイオンが存在するプラズマ中では，H+のサイクロトロン周波数以下でイオンモード(左回り偏波)のプラズマ波動が伝搬可能である．雷放電ホイスラの低周波成分は，ときにH+のサイクロトロン周波数をも下回って伝搬するが，その際にイオンモードのクロスオーバー周波数付近で波動の一部がモード遷移を伴い，左回り偏波のイオンサイクロトロンホイスラが励起されることがある[1]．イオンモードのクロスオーバー周波数は，プラズマ中のイオン組成によって変動することが知られており，イオンサイクロトロンホイスラの伝搬の様子を解析することで，伝搬経路上のイオン組成を推定することが可能であると考えられる．Watanabe et al.[2] はISIS-2による観測から，高度1,360 km付近にM/Q=2イオンの存在を示唆するイオンサイクロトロンホイスラを発見した．彼らはそのイオンを，電離層から供給されたD+と推測し，deuteron whistlerと名付けた．本研究では，あけぼの衛星のVLF波動観測装置によって観測されたELF帯の電磁界波形を詳細解析し，観測史上最も高い，高度4,500km付近で観測された"M/Q=2 イオンサイクロトロンホイスラ"を報告する．これらは観測点付近にHe++やD+といったM/Q=2イオンが存在することで，H+モードとHe+モードの二つのイオンモードの間に，新たにM/Q=2イオンモードが生じたことを示唆するものである．ELF/VLF帯のプラズマ波動とプラズマ粒子との相互作用の解明は，2015年冬に打ち上げが予定されている次期地球内部磁気圏観測衛星ERG[3]でもサイエンス目標に掲げられており，近年非常に注目されている．また，プラズマ圏内のイオン組成を知ることは，ray tracingなどの高度なシミュレーションを行うための事前情報としても非常に重要である．本講演では，M/Q=2イオンサイクロトロンホイスラを含む多くの観測例から，あけぼの衛星の軌道がカバーする広域のイオン組成比を導く取り組みについても紹介する． [1]Gurnett, D. A., S. D. Shawhan, N. M. Brice, and R. L. Smith (1965), Ion cyclotron whistlers, J. Geophys. Res., 70(7), 1665-1688, doi:10.1029/JZ070i007p01665.[2]Watanabe, S., T. Ondoh (1975), Deuteron whistler and trans-equatorial propagation of the ion cyclotron whistler, Planet. Space Sci., vol. 24, 359-364.[3]Miyoshi, Y., Ono, T., Takashima, T., Asamura, K., Hirahara, M., Kasaba, Y., Matsuoka, A., Kojima, H., Shiokawa, K., Seki, K., Fujimoto, M., Nagatsuma, T., Cheng, C.Z., Kazama, Y., Kasahara, S., Mitani, T., Matsumoto, H., Higashio, N., Kumamoto, A., Yagitani, S., Kasahara, Y., Ishisaka, K., Blomberg, L., Fujimoto, A., Katoh, Y., Ebihara, Y., Omura, Y., Nose, M., Hori, T., Miyashita, Y., Tanaka, Y.-M. and Segawa, T. (2013) The Energization and Radiation in Geospace (ERG) Project, in Dynamics of the Earth's Radiation Belts and Inner Magnetosphere (eds D. Summers, I. R. Mann, D. N. Baker and M. Schulz), American Geophysical Union, Washington, D. C.. doi: 10.1029/2012GM001304