惑星物理学研究室 | |
柿並 義宏 |
Pioneer Venus Orbiter について | ||
金星電離圏の諸現象 | ||
電子温度・イオン温度(観測・モデル) | ||
ドレイプ磁場 | ||
電離圏プラズマ運動(観測・モデル) | ||
ホール | ||
ドレイプ磁場 | ||
ホール内の電子温度 | ||
ホールに熱フラックスが存在したら? | ||
1978年打ち上げ | |
1978-1992年観測 | |
金星超高層大気に関する多くのデータを取得 | |
Gas-Plasma Environment-Dual Frequency Experiment (OGPE) | |
Gamma Ray Burst Detector (OGBD) | |
Neutral Mass Spectrometer (ONMS) | |
Electric Field Detector (OEFD) | |
Ultraviolet Spectrometer (OUVS) | |
Infrared Radiometer (OIR) | |
Solar Wind Plasma Analyzer (OPA) | |
Atmospheric Drag (OAD) | |
Celestial Mechanics (OCM) | |
Internal Density Distribution (OIDD) | |
Electron Temperature Probe (OETP) | |
Radar Mapper (ORAD) | |
Cloud Photopolarimeter (OCPP) | |
Magnetometer (OMAG) | |
Ion Mass Spectrometer (OIMS) | |
Radio Occultation (ORO) | |
Retarding Potential Analyzer (ORPA) |
太陽活動度大 |
太陽活動度小 |
電子温度 | ||
経度依存なし | ||
イオン温度 | ||
真夜中のほうが高い |
電子 | ||
光電子 | ||
イオン | ||
化学反応熱 | ||
ともにHeat Fluxがないと計算が合わない |
磁力線 |
風見鶏 |
東西非対称性あり | ||
熱圏スーパーローテーション? | ||
Terminator 付近で超音速 | ||
真夜中で乱流 |
連続の式 | |
運動方程式 | |
エネルギーの式 | |
磁場なし |
連続の式 | |
運動方程式 | |
磁気誘導方程式 | |
エネルギーの式は解かず |
イオンは粒子、電子は流体として扱う | |
H+, O+, O2+, CO2+ |
ホール |
電子密度の局所的減少 [Brace et al., 1980, 1982] | |
強い磁場強度 | |
夜側に観測 | |
準静的 (磁気圧とプラズマ圧がバランス) [Brace et al., 1982] | |
Bi-maxwellian 電子温度 [Brace et al., 1982] | |
IMF が磁場の極性をコントロール[Marubashi et al., 1985] | |
上昇流がある[Hartle et al., 1990] | |
太陽風動圧によって形状が異なる | |
でもホールはいつでも出ているようだ |
赤道・低動圧 |
赤道・高動圧 |
中緯度・高動圧 |
想像図 |
高度 | |
磁場の傾斜角 |
密度が低くなるほど温度は高くなる | ||
プラズマ密度が低いために中性大気に効率的にエネルギーを渡せない | ||
冷えない |
高い電子温度のホールには熱フラックスが必要であろう | |
低い電子温度のホールは熱を遮断 |
1次元の方程式(磁力線方向) |
計算間隔: 50km | ||
計算高度: 150-2150km | ||
下部境界 | ||
O+: 104 cm-3, 1000 K | ||
H+: 103 cm-3, 1000 K | ||
熱フラックス: 8.9x109 eV/cm2・s | ||
中性大気なし | ||
O+, H+で別々に計算 | ||
初期条件 | ||
電子温度, イオン温度, 全高度で一定 (スケールハイト一定) | ||
静水圧平衡 | ||
計算スキーム | ||
CIP-CUP 法 (圧力に関してはSOR法で解く) | ||
10秒程度で定常状態 | |
熱伝導が卓越しているので密度が変化してもほとんど変わらない |
密度プロファイル | |
圧力プロファイル |
速度プロファイル | |
密度プロファイル | |
速度プロファイル | |
プラズマの流出量(1000秒平均) | |||
O+:4.2x1010個/m2・s | |||
H+:8.5x1011個/m2・s | |||
ホールからの流出量 | |||
直径1000kmの円 | |||
O+: 3.3x1022個/s, H+: 6.7x1023個/s | |||
内円2000km, 外円3000kmのドーナツ状 | |||
O+: 1.6x1023個/s, H+: 3.3x1024個/s |
熱フラックスが存在すると電子の圧力勾配が変化し、プラズマは鉛直上向きに加速され、プラズマが流出する可能性がある | |
ホールからのプラズマ流出は電子の加熱があれば可能(特別なプロセスは不要) | |
課題 | ||
中性大気との相互作用 | ||
現実的な密度プロファイルからの計算 | ||
H+とO+を同時に解く | ||
HとO+ (3.75x10-10 cm3s-1), O+とH (6.4x10-10 cm3s-1)の電荷交換反応などの化学反応の計算 | ||
問題点 | ||
温度が下がりすぎて負になってしまう |