[P-PS01] Outer Solar System Exploration Today, and Tomorrow

[PPS01-P03] 大型電波干渉計GMRTを用いた木星放射線帯電子の空間構造の解析：Juno同時観測キャンペーン

*和賀 正道¹、土屋 史紀¹、三澤 浩昭¹、北 元² (1.東北大学大学院理学研究科惑星プラズマ・大気研究センター、2.東北工業大学　工学部　情報通信工学科)

キーワード：木星、シンクロトロン放射、GMRT、電波望遠鏡、放射線帯、Juno

木星シンクロトロン放射（JSR）は、木星放射線帯内部で磁場に捕捉された相対論的電子から放射される。その強度と周波数は、電子のエネルギー、電子数密度、磁場強度に依存する。したがって、JSRは放射線帯のダイナミクスを研究するための最も効果的なプローブの1つである。木星放射線帯内部では複数の電子の損失過程が働いており、中でも支配的だと考えられているのが、衛星（AmaltheaやThebe）への衝突による損失過程である。電子が放射線帯の外側から内向きに輸送される間、一部の電子は衛星との衝突により消失する。この過程による電子の損失率は電子のエネルギーとピッチ角（電子の速度ベクトルと磁場ベクトルの成す角）に強く依存する。結果として、極付近の放射に寄与するピッチ角が小さい電子と赤道域付近の放射に寄与するピッチ角が大きい電子ではエネルギーの違いが見られるはずである。しかし、未だ観測での実証はされていない。
私たちのグループでは、Junoのflyby (PJ66 : 2024/10/23)と同時に、インドのGMRT（Giant Metre Wave Radio Telescope）をはじめとする複数の電波干渉計と国内の単一鏡（飯舘及び臼田）を用い、複数の観測周波数での協調観測を行った。現在、Junoは放射線帯内部を通過する軌道をとっており、その場での電子の情報を得ることができる貴重な機会となっている。一方、地上観測はJunoを補完する重要な役割を果たす。Junoのその場観測では放射線帯の空間構造の全体が見えないのに対して、電波干渉計によって2次元電波マップを用いることで放射線帯の全体像を把握することができる。多周波観測を行うことで、エネルギースペクトルの推定が可能であり、木星放射線帯の物理モデルを改善することが期待される。
GMRTではBand 2（125-150 MHz : 10/21-22）とBand 4（550-900 MHz : 10/22-23）の２つの周波数帯で観測を実施した。本研究では、多周波観測キャンペーンの一環として、GMRT Band 4の解析を行う。SPAM（Source Peeling and Atmospheric Modeling）と呼ばれる解析手法を用い、電離層による伝播遅延を補正することにより、高緯度と赤道域の放射を空間的に分離した高解像度の電波画像を得ることに成功した。
本発表では、GMRTの観測データから放射線帯のイメージングを行った結果を示し、放射線帯電子の空間構造について議論する。