月wake領域におけるpotential drop

*二穴 喜文[1], 町田 忍[1], 齋藤 義文[2], 松岡 彩子[2]
早川 基[2]

京都大学理学研究科太陽惑星系電磁気学講座[1]
宇宙科学研究所[2]

Potential Drop in the Lunar Wake Region

*Yoshifumi Futaana[1] ,Shinobu Machida [1]
Yoshifumi Saito [2],Ayako Matsuoka [2],Hajime Hayakawa [2]
Solar-Planetary Electromagnetism Laboratory, Kyoto University[1]
The Institute of Space and Astronautical Science[2]

The solar wind is absorbed at the surface, which results in the lunarwake being a void region. Dynamic structures are expected to form dueto the diffusion of the surrounding solar wind into the wake. Pastdirect and remote-sensing observations have discovered dynamicstructures. As one of the key processes regulating the dynamicstructure, we studied a potential drop in the lunar wake region. Weestimated the potential drop by analyzing the electron distributionfunctions observed by NOZOMI spacecraft during its lunar swing-by andfound it was about 480-V.

太陽風中において、月の尾部領域(wake領域)は太陽風が月表面に衝突し吸収されるため、周囲の太陽風領域に比べ、ほぼ真空と見なしてもよい非常に希薄な領域である。このwake領域は、周囲の太陽風が真空拡散を行なうため、非常にdynamicなplasma構造が形成されると期待される。過去、少数ではあるがいくつかの探査機によって直接、間接に観測がなされ、期待通り非常にdynamicな構造が発見されている。本講演では、それらの構造の一つとして月wake領域におけるpotential dropに着目し、NOZOMI衛星による月swing-by時のdataを用いて議論する。NOZOMI衛星が月swing-byを行なった際、低energy電子観測器PSA/ESAは3次元速度分布関数を取得することに成功した。この時PSA/ESAは月の非常に近傍においてのみcounter-streaming構造をもった電子分布関数を観測している。これらの電子は磁力線方向に卓越した速度を持っているため、この現象は磁力線沿いに起こったものであり、さらに磁力線は月のwake領域を向いていることから、月wake領域で太陽風電子を反射させる機構が働いたと考えられる。分布関数をさらに詳しく解析すると、反射電子のenergy spectrumは太陽風電子とほぼ同じであり、wake領域での反射はelectrostatic である考えられる。また、反射電子の速度は約13,000kmに達し、これは約480eVに相当することから、月wake領域では480V以上のpotential dropが形成されていると結論することができる。過去の月wake領域におけるpotential dropの研究成果としてはOgilvie et al.[1996]によるwakeの直接観測がある。これは我々がpotentail dropを求めた手法とは全く異なり、太陽風protonのwake における速度変化から、月wakeにおいて約400Vのpotential dropの存在を提唱している。この結果はNOZOMIの観測結果と非常に良い一致を示している。一方で、月wake領域での理論計算や計算機実験が過去に行なわれているが、その結果はこれらの観測結果と一致はしない。事実、粒子simulationでは1桁ないし2桁小さいpotential dropしか再現できていない。本稿ではこれら観測と理論・計算の矛盾点についても言及する予定である。