PCUBE 受賞・成果

Nonlinear Dynamics and Auroral Acceleration Processes of Electrons Driven by Kinetic Alfvén Waves in the Magnetosphere

2025年3月30日 by stpp

Saito, K. et al. (2025)

地球物理学の専門誌Journal of Geophysical Research: Space Physicsで、以下のタイトルの論文を発表しました。

Saito, K., Y. Katoh, Y. Kawazura, and A. Kumamoto (2025), Nonlinear Dynamics and Auroral Acceleration Processes of Electrons Driven by Kinetic Alfvén Waves in the Magnetosphere, Journal of Geophysical Research: Space Physics, 130(3), e2024JA033469, doi: 10.1029/2024JA033469.

地球磁気圏では、運動論的Alfvén波(kinetic Alfvén wave; KAW)が観測されます。KAWは、電子を磁力線平行方向に数百eVから数keVに加速し、地球大気に降下させ、オーロラ発光に寄与します。我々は、電磁波動の位相と荷電粒子の速度の関係により記述される2次共鳴理論を用いて、KAWによる電子加速過程を理論解析しました。また、KAWを模した正弦波が伝播する双極子磁場空間中での電子の運動に関するテスト粒子計算を実施し、計算結果に2次共鳴理論を適用して解析しました。これにより、KAWによる電子加速過程には、捕捉過程と反射過程が存在し、反射過程によって電子は広帯域エネルギー分布に加速される可能性が示唆されました。