【本学研究者情報】

〇大学院理学研究科　地球物理学専攻
教授　加藤　雄人（かとう　ゆうと）
研究室ウェブサイト

【概要】

国立大学法人 京都大学 生存圏研究所 栗田 怜 准教授は、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 三好 由純 教授、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT(エヌアイシーティー)） 齊藤 慎司 主任研究員、国立大学法人 東京大学大学院理学研究科 笠原 慧 准教授らの研究チームと共に、宇宙空間で自然に発生する「コーラス」^注1と呼ばれる電波が、わずか1秒以下の短時間で電子を急速に加速していることを、世界で初めて実証しました。この成果は、日本の「あらせ」衛星^注2の観測データと新たな解析手法を用いたものです。

　コーラスは「宇宙のさえずり」とも呼ばれる電波で、地球以外にも木星、土星といった惑星周辺で観測されており、電子を加速していると考えられています。本研究では、コーラスの発生に伴い電子加速がどのように発生するかを新たに考案した手法で解析し、従来の平均化されたデータでは検出できなかった超高速電子加速を明らかにしました。

宇宙空間において加速された高エネルギー電子は、人工衛星の不具合を引き起こすことがあります。この発見は、人工衛星の設計や宇宙天気予報の精度向上を通して、宇宙の安全?安心な利用に貢献します。また、本研究で開発された解析手法は、過去の観測データにも適用可能で、さらなる宇宙環境の謎解明が期待されます。

　本研究成果は、2025年1月14日付で英国科学誌「Scientific Reports」に掲載されました。

【用語解説】

＜用語解説＞
注1: コーラス
イオン?電子で構成される空間を伝搬する電波の一種。地球周辺の宇宙空間でよく観測される電波であり、磁力線に沿う方向に伝搬しやすい性質を持つ。数百ヘルツから数キロヘルツの周波数で観測されやすく、人間の可聴域に対応している。コーラスの信号を音声に変換すると、鳥がさえずるように聞こえることがその名前の由来である。
宇宙の電波のさえずり　https://ergsc.isee.nagoya-u.ac.jp/outreach/sound.shtml.ja

注2: 「あらせ」衛星
2016年12月20日にイプシロンロケット2号機で打ち上げられた、地球周辺の宇宙空間を直接観測することによって探査する日本の人工衛星。地球周辺を取り囲む高エネルギー電子の集まりであるバン?アレン帯の生成?消失メカニズムを明らかにすることを目的の一つとして、現在も観測を継続している。

【論文情報】

タイトル：Detection of ultrafast electron energization by whistler-mode chorus waves in the magnetosphere of Earth（地球磁気圏におけるホイッスラーモード?コーラス波動による超高速電子加速の検出）
著者： S. Kurita, Y. Miyoshi, S. Saito, S. Kasahara, Y. Katoh, S. Matsuda, S. Yokota, Y. Kasahara,
A.Matsuoka, T. Hori, K. Keika, M. Teramoto & I. Shinohara
掲載誌：Scientific Reports
DOI：10.1038/s41598-024-80693-8

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻
教授 加藤 雄人（かとう ゆうと）
電話：022-795-6516
Email：yuto.katoh*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院理学研究科
広報?アウトリーチ支援室
電話： 022-795-6708
Email：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）