[P-EM13] Dynamics of the Inner Magnetospheric System

[PEM13-P23] サブストーム時における放射線帯外縁部の電子の加速過程の検証

*太田 悠輝¹、海老原 祐輔¹、田中 高史² (1.京都大学生存圏研究所、2.REPPU研)

内部磁気圏における高エネルギー粒子の急増はサブストームの特徴の一つである。放射線帯変動の原因になるとの指摘もあり、内部磁気圏における粒子変動を理解する上で重要である。粒子変動を理解するためには粒子の移流を正しく把握する必要があるが、広く用いられているバウンス平均近似や旋回中心近似は双極子型の地球磁場が支配的な地球近傍に適用範囲が限られ、サブストーム時のように時空間変動が著しい磁気圏尾部において粒子の移流を正しく解くためには、運動方程式を直接解くほかない。しかし、電子のサイクロトロン周期は短く、電子の軌道を正しく追跡するためには計算量が膨大となる。グローバル電磁流体(MHD)シミュレーションREPPUはサブストーム時に現れる様々な現象をよく再現することができる一方、複雑な格子構造を用いているため、所望の点における磁場・電場を取得するには時間がかかるという問題がある。そこで、予め定義した直交座標系格子上に磁場・電場を保管しておくことで、粒子軌道計算に要する時間の大幅な短縮を実現した。太陽風速度400 km/s、惑星間空間磁場 IMF Bz = -5 nTの条件をMHDシミュレーションに与えたときに発生したサブストーム（最小AL指数～-500 nT）について、エネルギー10 keVを持つ電子の軌道計算を行った。磁気圏近尾部で磁気リコネクションが発生すると、近尾部真夜中付近にいた電子は地球方向に移動を始めた。遠方の電子は大きな加速を受けないが、地心距離8-9 REを出発した電子は約30秒で7.5 REより内側に移動し、40 keV程度まで加速されることを確認した。出発位置、エネルギー、ピッチ角への依存性を精査し、サブストームが内部磁気圏の粒子変動に及ぼす影響について議論する。