衛星ミッション
科学衛星ミッションでは,その観測装置のいくつかが国際協力の下で開発されます.その中で,それぞれのミッションに国際的な研究者を加え,国際的な科学作業チームが形成されて,衛星計画の内容や,軌道投入後の観測運用計画の議論が行なわれます.宇宙惑星研究グループでは,実際の宇宙プロジェクトに積極的に携わることが可能です.科学衛星の運用にも参加できます.このページでは,宇宙惑星研究グループに所属する研究者・学生が貢献している衛星ミッションを紹介します.
Research & Initiatives
宇宙プラズマ研究系では数多くの探査衛星を打ち上げてきました。 現在は地球磁気圏尾部探査衛星の「ジオテイル(GEOTAIL)」や、オーロラ観測衛星の「あけぼの(EXOS-D)」、オーロラの撮像と粒子計測を同時に行う小型衛星「れいめい(INDEX)」が現役で活躍しており、毎日貴重な データを送ってき ています。また、火星の上層大気の研究のために打ち上げられた火星探査機「のぞみ(PLANET-B)」でも宇宙プラズマ研究系が先導的な役割を果たしました。現在は今夏打ち上げ予定の、月探査衛星「かぐや(SELENE)」による月周辺プラズマの観測が期待されています。今後は水星探査計画 「BepiColombo」における水星磁気圏探査衛星「MMO」や、次世代の磁気圏探査衛星「SCOPE」 などの計画に向けて本格的に動き出して行くことになります。
Research & Initiatives
宇宙プラズマ研究系では数多くの探査衛星を打ち上げてきました。 現在は地球磁気圏尾部探査衛星の「ジオテイル(GEOTAIL)」や、オーロラ観測衛星の「あけぼの(EXOS-D)」、オーロラの撮像と粒子計測を同時に行う小型衛星「れいめい(INDEX)」が現役で活躍しており、毎日貴重な データを送ってきています。また、火星の上層大気の研究のために打ち上げられた火星探査機「のぞみ(PLANET-B)」でも宇宙プラズマ研究系が先導的な役割を果たしました。現在は今夏打ち上げ予定の、月探査衛星「かぐや(SELENE)」による月周辺プラズマの観測が期待されています。今後は水星探査計画 「BepiColombo」における水星磁気圏探査衛星「MMO」や、次世代の磁気圏探査衛星「SCOPE」 などの計画に向けて本格的に動き出して行くことになります。
宇宙プラズマグループ @ JAXA/ISAS
2026/10-2026/12
2026-10-02
Speaker:
Kanji Morikawa
Affiliation:
Imada Lab, The University of Tokyo
Relativistic imbalanced plasma turbulence by kinetic simulations
Plasma turbulence is ubiquitous in space and astrophysical environments across a wide range of scales and plays an essential role in plasma dynamics. In particular, in high-energy astrophysical systems such as black-hole accretion flows, turbulent dissipation is thought to be responsible for heating both ions and electrons. However, because ions radiate much less efficiently than electrons, their temperature is difficult to constrain directly from observations. Numerical simulations therefore provide an important means of understanding how turbulent energy is partitioned between ions and electrons.
The ion heating rate depends strongly on the properties of the turbulence. One particularly important property is the imbalance between counter-propagating Alfvénic fluctuations. Imbalanced turbulence is observed, for example, in the solar corona. In sufficiently imbalanced turbulence, a phenomenon known as the helicity barrier can arise, potentially leading to enhanced ion heating by suppressing the forward cascade of generalized helicity and altering the transfer of turbulent energy at kinetic scales.
In this study, we perform particle-in-cell (PIC) simulations of imbalanced turbulence in an ion–electron plasma to investigate how turbulence and plasma heating change with increasing imbalance. Unlike previous studies, which typically drive turbulence using prescribed Alfvénic fluctuations, we drive the system through external acceleration and magnetic-field forcing. This approach allows us to achieve an unprecedentedly high degree of imbalance in PIC simulations. Nevertheless, we find that a helicity barrier does not develop; instead, electrons are preferentially heated. In this seminar, I will discuss the behavior of highly imbalanced kinetic turbulence, the resulting partition of turbulent heating between ions and electrons, and possible reasons why the helicity barrier does not emerge in our simulations.