プラズマ圏

プラズマ圏、あるいは内部磁気圏は、地球の磁気圏のうち、低エネルギー（低温）プラズマからなる領域である。電離圏の上に位置する。プラズマ圏の外側の境界はプラズマ圏界面と呼ばれ、プラズマ密度が一桁低下することで定義される。1963年、アメリカの科学者ドン・カーペンターとソ連の天文学者コンスタンチン・グリンガウズ [ru]は、超低周波（VLF）ホイッスラー波データの解析からプラズマ圏とプラズマ圏界面の存在を証明した。従来、プラズマ圏は、粒子運動が完全に地磁気によって支配され、したがって地球と共に回転する、 行儀のよい低温プラズマであると考えられてきた。

プラズマ圏の発見は、超低周波（VLF）の電波によって引き起こされる自然現象であるホイッスラーの科学的研究から生まれました。ホイッスラーは1890年代に無線通信士によって初めて聞かれました。 ^[1]英国の科学者ルウェリン・ロバート・オーウェン・ストーリーは、 1953年の博士論文で、雷によってホイッスラーが生成されることを証明しました。^{[1] [2]}同じ頃、ストーリーは、ホイッスラーの存在は地球の大気圏にプラズマが存在し、それが地球の磁力線と同じ方向に電波を動かしていることを意味すると仮定しました。^{[1] [2]}このことから彼はプラズマ圏の存在を推測しましたが、決定的に証明することはできませんでした。^[2] 1963年、アメリカの科学者ドン・カーペンターとソ連の天文学者コンスタンチン・グリンガウズは、それぞれ独立して、後者はルナ2号宇宙船のデータを使用して、ストーリーの考えに基づいてプラズマ圏とプラズマ圏界面の存在を実験的に証明した。^[1]

1965年、ストアリーとフランス人科学者MP・オーブリーは、VLF周波数とプラズマの局所的な電子密度を測定する機器を搭載したフランスの科学衛星FR-1に取り組んだ。オーブリーとストアリーによるFR-1のVLFと電子密度データの研究は、彼らの理論モデルをさらに裏付けた。電離層のVLF波は、時折、薄いプラズマ層を通過して、地球の磁場の方向に対して垂直な磁気圏に入る。 ^{[3] : 1181  [4]} 1970年代を通して、ストアリーはFR-1で収集されたデータを使用してVLF波の研究を続けた。^{[2] 1966年8月4日に打ち上げられた}OV3-3のVLF受信機から受信されたデータにより、プラズマポーズの位置が特定された。^[5]

2014年にテミス計画の衛星観測により、プルームやバイトアウトなどの密度の不規則性が形成される可能性があることが示された。^{[6] [7]}また、プラズマ圏は必ずしも地球と共回転するわけではないことも示されている。磁気圏のプラズマには、さまざまな温度と濃度のレベルがある。最も冷たい磁気圏プラズマは、プラズマ圏で最もよく見られる。しかし、プラズマ圏のプラズマは、地球の電場と磁場によって吹き飛ばされるため、磁気圏全体で検出できる。双子のヴァン・アレン探査機によって収集されたデータは、プラズマ圏が宇宙と太陽起源の高エネルギーの超相対論的電子が地球の低軌道と惑星の表面に到達するのを制限していることも示している。^{[8] [9]}

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  IMAGE衛星の極端紫外線 (EUV) イメージャー機器を使用して地球のプラズマ圏を表示した画像。
• 閉じ込められた荷電粒子 (青と黄色) とプラズマ休止境界 (青緑色の表面) による放射線帯の視覚化。

• 磁気圏の年表

• Carpenter, DL, Whistler、磁気圏電離密度プロファイルにおける「膝」の証拠、J. Geophys. Res.、68、1675–1682、1963。
• 西田 明、磁気圏対流と尾部からのプラズマ脱出の複合作用によるプラズマポーズ、または磁気圏プラズマ膝部の形成、J. Geophys. Res.、71、5669、1966。
• Sandel, BR, et al., 極端紫外線イメージャーによるプラズマ圏の構造とダイナミクスの観測、Space Sci. Rev., 109, 25, 2003.

• NASAウェブサイト
• ミシガン大学の説明
• アラバマ大学ハンツビル校の研究
• サウスウェスト研究所の説明
• イメージ 極端紫外線イメージャー
• プラズマ圏のEUV画像