波動粒子相互作用による放射線帯相対論的エネルギー電子の生成機構とその人工衛星観測による実証に向けて

摘要

地球の周りの宇宙空間には,放射線帯と呼ばれるMeVを超える高エネルギー粒子が捕捉されている領域が 存在する.この放射線帯の相対論的高エネルギー電子の加速メカニズムについてはまだ解明されていないもの の,ホイッスラーモード波と電子とのサイクロトロン共鳴による相互作用（波動-粒子相互作用）とその非線形 効果が重要な役割を担っていることが指摘されでいる.この放射線帯電子の加速メカニズムを明らかにするため に,現在日本では科学衛星観測を中心とした,ERG (Exploration of energization and Radiation in Geospace)と 呼ばれるジオスペース探査計画が推進されている.そして,このERG衛星に,プラズマ波動と粒子とのエネル ギー交換過程を直接かつ定量的に観測する世界で初めての装置(SWPIA)が搭載される.本解説では,　ERGプロ ジェクトの概要について紹介した後,ホイッスラーモード波と電子との非線形相互作用の理論的背景,および現 在開発中のSWPIAの概要を紹介する.