[P-EM15] 太陽圏・惑星間空間

[PEM15-P05] かぐや衛星によって観測された月ウェイクに侵入する太陽風イオン速度の空間分布

千葉 康平¹、持石 和弥¹、*中川 朋子¹、斎藤 義文²、高橋 太³ (1.東北工業大学工学部情報通信工学科、2.宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所、3.九州大学大学院理学研究院)

キーワード：月、太陽風、ウェイク、イオン、速度、かぐや衛星

月面にあたる太陽風プラズマの多は月面で吸収されるため、月の下流にはウェイクと呼ばれる真空に近い空間ができる。ウェイク周辺の太陽風プラズマは圧力差によってウェイクに侵入するため、その速度はおおよそイオン音速程度（50km/s前後）になると考えられてきたが、月周辺の衛星観測によって、しばしば予想よりはるかに速い数百km/sのイオン速度がウェイクのかなり深いところで検出され[1][2]、月面の帯電やウェイク境界の電場など、加速の原因が考えられているが、詳細は未解明である。アルテミス衛星の観測にもとづいてウェイクにおけるイオン速度の空間分布が調べられたが[3]、アルテミス衛星は長楕円軌道のためすぐに月から遠ざかってしまい、月近傍におけるイオン速度の空間分布を詳しく調べることができない。
そこで本研究では、月近傍を高度100km程度で周回するかぐや衛星搭載の粒子観測装置PACEによって2007年12月21日から2009年6月10日まで得られたイオンのモーメント（密度、バルク速度）データを月に対する場所ごとに平均し、イオン速度の空間分布を求めた。月が太陽風中にいるときのデータを使用するため、衛星位置Xgse>0における観測のみを使用した。その結果、ウェイク境界に達したイオンは月に沿ってウェイクの中心に向かって流れる様子が見られた。イオン速度はウェイクに入るとすぐに100km/sを超え、これまで個々に報告されていた高速イオンが特殊な例ではないことが示された。イオン速度の、太陽風の流れに垂直な成分を月の裏側にマッピングするとウェイク中心に向かって真っ直ぐ侵入するイオンも見られるが、それた方向の速度ベクトルも見られた。
[1] Futaana et al., JGR 115, (2010), doi:101029/2010JA015264
[2] Nishino et al., EPS 74, 9 (2022), doi.org/10.1186/s40623-021-01566-2
[3] Zhang et al., 2014, JGR 119, (2014), doi:10.1002/2014JA020111