[P-EM12] Dynamics of the Inner Magnetospheric System

[PEM12-P18] 国際宇宙ステーションからのデジタルカメラ撮像データを用いた孤立型プロトンオーロラ鉛直構造の推定

*高橋 一輝¹、南條 壮汰²、穂積 裕太²、細川 敬祐²、三好 由純¹ (1.名古屋大学宇宙地球環境研究所、2.電気通信大学)

キーワード：孤立型プロトンオーロラ、国際宇宙ステーション

電子オーロラが分布するオーロラオーバルよりも低緯度に，スポット状に孤立して発生するようなプロトンオーロラを孤立型プロトンオーロラ（Isolated Proton Aurora: IPA）と呼ぶ．IPAは主として磁気嵐の回復相において，夕方側から夜側のローカルタイムにおいて発生することが知られており，磁気圏においてEMIC波動（Electromagnetic Ion Cyclotron）がプロトンを散乱することによって発生すると考えられている．IPA はオーロラオーバルから水平方向（緯度方向）に離れた領域に，孤立して出現することは理解されているが，その鉛直方向の空間構造については明らかになっていない．これは，IPAをターゲットとして，地上複数地点からのステレオ観測や飛翔体からのリム観測が行われてこなかったことに起因する．この問題点を解決するために，本研究では，国際宇宙ステーション（International Space Station: ISS）に搭載されたデジタルカメラによって撮像されたオーロラ画像を活用する．高度400 kmを飛翔するISS に搭載されたデジタルカメラは，超高層大気に対してリム方向の観測を行うことができ，オーロラの空間構造，特に鉛直方向の構造を立体的に捉えることができる．Nanjo et al.（2020）は，ISSデジカメ撮像を用いてオーロラの水平構造のマッピングを高い時空間精度で行うことができることを示したが，オーロラの高さ構造のマッピングはこれまでに行われていない．本研究では ISS 搭載カメラをリム方向に向けてオーロラを撮像する観測によって得られた画像を用いて，IPA の鉛直方向の空間構造をマッピングする手法を開発した．発表では，2018 年 4 月 20 日に南半球において観測された IPA の高度構造を調べた結果を報告する．特に，IPA の赤色発光，緑色発光の高度プロファイルの双方が120 km付近の高度に発光強度のピークを持つこと，さらに，赤色発光がより高い高度領域でも見られたことを踏まえて，IPAを作り出す降下プロトンのエネルギーや，電荷交換反応を介した電子オーロラの励起過程について，定量的な議論を行う予定である．