2021年 | プレスリリース・研究成果
宇宙空間で電波を生み出す陽子の集団を発見 ～JAXAの人工衛星「あらせ」の観測と解析から～
【本学研究者情報】
〇大学院理学研究科 惑星プラズマ・大気研究センター 教授 笠羽康正
研究室ウェブサイト
【概要】
国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学宇宙地球環境研究所（ISEE）の小路 （しょうじ）真史 特任助教、三好 由純 教授、Lynn M. Kistler （リーン・キスラー）特任教授、宇宙航空研究開発機構（JAXA） 浅村 和史 准教授、京都大学の松岡 彩子 教授、東北大学の笠羽 康正 教授、金沢大学の笠原 禎也 教授らの研究グループは、JAXA・宇宙科学研究所の科学衛星「あらせ」注1）の観測データから、宇宙空間で電波を生み出すイオン(陽子)の集団を検出することに世界で初めて成功しました。
これは、本研究グループが開発している新しい解析手法によって実現したもので、イオンの集団が動くことによって、電波の周波数が下げられる様子を直接検出したことで明らかになりました。この発見によって、宇宙空間で自発的に電波が生み出されている仕組みが明らかになりました。
本研究グループが開発した手法は、宇宙空間に存在するイオンによって作り出される電波の発生過程を、観測データを用いて、電波とイオンの運動を詳細に対応づけることで明らかにするもので、2022年打ち上げ予定の欧州、日米の国際共同木星探査ミッション「JUICE」でも活用され、木星系の超高層大気で、イオンが電波を生み出す過程を明らかにしようとしています。このように、宇宙に存在する様々な種類の電波が生まれる仕組みを解明するのに活用されていくことが期待されます。
本研究成果は、2021年6月29日付英国科学誌「Scientific Reports」に掲載されました。
図1: 地球周囲の宇宙空間であるジオスペースにおける電波「電磁イオンサイクロトロン波」発生の様子。図右の上は周波数が下がる電磁イオンサイクロトロン波との共鳴の様子、下は周波数が変わらない電磁イオンサイクロトロン波が発生した時の陽子との共鳴の様子を示す。どちらも密度の不均一(山)が観測されるが、周波数が一定の場合から降下するものに変化した時、山が位相角(図中波動磁場Bwと粒子の山のなす角度)の小さい方に移動することが示唆されている。
【用語解説】
注1）科学衛星 「あらせ」: JAXA・宇宙科学研究所が2016年12月にイプシロンロケットで打上げた人工衛星。放射線帯の電子の数が変化する仕組みの詳細が解明されることが期待されている。
問い合わせ先
（研究について）
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
教授 笠羽 康正（かさば やすまさ）
E-mail：kasaba*pparc.gp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（報道について）
東北大学大学院理学研究科
広報・アウトリーチ支援室
TEL：022-795-6708
FAX：022-795-5831
E-mail：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）