磁気嵐とオーロラの研究海老原祐輔＠京都大学生存圏研究所

プロフィール

氏名	：海老原祐輔
所属	：京都大学生存圏研究所　准教授
所在地	：〒611-0011 京都府宇治市五ヶ庄 [アクセスマップ]
居室	：京都大学宇治キャンパス　総合研究実験棟 HW415 [キャンパスマップ]
電話番号	：0774-38-3844
電子メール	：ebihara#rish.kyoto-u.ac.jp　　 (#を@に置き換えてください）
研究領域	：宇宙空間物理学
学会活動	：地球電磁気・地球惑星圏学会, 日本地球惑星科学連合, アメリカ地球物理連合

人類の生存圏としての"近宇宙"を正しく理解すること。

熱いプラズマが近宇宙に注入されると地球を取り囲む巨大な電流「リングカレント」が強く流れるようになります。これを磁気嵐と呼びます。リングカレントの能動的性質を明らかにするとともに、物理モデルに立脚した予測可能なリングカレントのシミュレーションの実現を目指します。

光速に近い速さを持つ高エネルギー粒子が地球の周りにドーナツ状に集まっています。これを放射線帯と呼びます。なぜ放射線帯が変動するのかメカニズムはわかっておらず、予測することが困難です。シミュレーションとデータ解析を組み合わせ、リングカレントやプラズマ圏との繋がりを考慮した放射線帯研究を進めています。

濃くて冷たいプラズマの塊「プラズマ圏」が地球を取り囲んでいます。プラズマ圏は短時間のうちに収縮し、複雑な形状を示します。共存するリングカレントの影響を採り入れたシミュレーションによって、プラズマ圏の姿を明らかにします。

（リングカレントほど）熱くなく（プラズマ圏ほど）冷たくもない、中間的なエネルギーを持つプラズマが存在します。この暖かいプラズマの空間分布を観測データとシミュレーションを組み合わせて再構築し、未だ知られていない暖かいプラズマの起源を探ります。

近宇宙を占める物質（プラズマ）の起源は地球又は太陽にあると考えられていますが、いつ、どのように、どこから流入するのか、どのように加速を受けるのか殆ど分かっていません。シミュレーションと人工衛星データを組み合わせて、粒子の行く末を追います。

サブオーロラ帯では毎秒数 kmの速さでプラズマが電離圏（高度数百kmの超高層大気）を流れることがあります。そのような高速流をシミュレーションによって再現します。

複雑で極めて微細な形状を持つオーロラがサブオーロラ帯（オーロラ帯よりも低緯度側）で見つかりました。その超微細性を合理的に説明できるモデルはありません。磁気圏と電離圏が結合したシミュレーションなどを用いてその原因の究明に挑みます。[解説記事(宇宙科学研究所)]

近宇宙に蓄積したプロトン（陽子）が超高層大気に降下するとプロトン・オーロラが光ります（左図の青い箇所）。プロトン・オーロラのオーバル構造の再現を目指した計算機実験を行います。この研究は、リングカレントの消失過程の理解に繋がります。

南緯90度の南極点基地で高緯度地方に特有なオーロラを観測します。南極点基地は、数ヶ月にわたるオーロラの連続観測が可能です。これまでに、数時間にわたって殆ど動かないパッチオーロラや、磁気インパルス現象に伴って発生したプロトン・オーロラのパッチを発見しました。[解説記事（国立極地研究所）]

粒子とオーロラを高時間分解で同時に観測できる日本のれいめい衛星のデータを用いて、時間変動する電子の降り込みとそれに伴うオーロラの色構造の変化を明らかにします。