Geomagnetic and seasonal effects on bursty electron acceleration in the diffuse aurora region

*Takayuki Kanda[1] ,Masatoshi Yamauchi [2],Akira Morioka [1]
Planetary Plasma and Atmospheric Research Center[1]
Swedish Institute of Space Physics, Kiruna[2]

Structured non-thermal electrons (up to several hundred eV) in the diffuse aurora region, or so called CPS (defined by unstructured electron population of several keV) region, are studied using the Freja satellite particle data. These electrons have a monoenergetic or a broad energy spectrum, that is, they seem to be accelerated by electrostatic potential or waves. We investigated the occurrence frequency distribution of electron acclereration signatures and its variations with geomagnetic activities and seasons, and found that there are three local maxima of the frequency (premidnight, dawn and dusk sectors) and winter/summer asymmetry in all auroral region. The asymmetry is particularly pronounced in the dayside region and during geomagnetic quiet conditions.

比較的電子加速現象の穏やかな領域とされていたディフューズオー ロラ領域にも電子加速現象が存在することは、過去にいくつか報告 されている。一方、近年高時間分解能観測装置を搭載したFreja衛 星やFAST衛星によって、電子加速現象が頻繁に出現していることが 新たに確認されている。この加速現象は数十eVから数百eVのエネル ギーを持ち、また定常電場によって加速されたと考えられる inverted-Vのような加速現象の他にプラズマ波動や低周波電場成分 などの変動電場によって加速されたと考えられるsuprathermal electron burst(STEB)など様々なタイプがあるが、それらの加速 機構や起源については、明らかになっていない。
本研究では、Freja衛星の電子データ(TESP)を用い、ディフューズ オーロラ領域における電子加速現象の出現特性を明らかにし、磁気 圏現象との関連や季節依存性について解明することを目的として統 計解析を行った。加速現象の出現特性は、
(1)CPS全領域で頻繁に観測される。また、CPSの赤道側境界よりさ らに赤道側でも確認された。
(2)真夜中前(19-23MLT付近）と朝方(6-10MLT付近)、夕方(15-18 MLT付近)の３つの領域で出現頻度が高い。
(3)地磁気活動が活発になる程、出現頻度が高くなる。
(4)冬に出現頻度が高く、夏は低い季節変動がある。
(5)季節依存性に昼夜非対称性があり、昼側で顕著である。
季節依存性の結果はNewell et al.[1996;2001]によるオーロラ領 域全体における電子加速現象（特にディスクリートオーロラに関連 する現象）の統計結果とほぼ一致することが確認された。このこと から、ディフューズオーロラ領域内の加速現象に関してもディスク リートオーロラ領域の電子加速現象と同様に電離圏電気伝導度と密 接な関連があることが示唆される。