坂野井 健

国際オーロラロケット計画G-CHSAERシリーズの一つである、コロラド大学が主導しノルウェーで打ち上げたRockSatに搭載するための、脈動オーロラを詳細に観測するためのオーロラ光学カメラを開発を行った。ロケットは2019年1月に打ち上げ成功し、データを取得した。

The goal of this project is to study auroral precipitation using a unique setup of satellite-based in-situ measurements and ground-based observations, with the application of state-of-the-art generalised tomography-like methods. We aim to build a full three-dimensional picture of the energy spectra of precipitating particles. The particle energy distribution and its variations control the auroral excitations, and have an important impact on various ionospheric processes as well as affecting the composition and chemistry of the high latitude upper-atmosphere. Variations in the electron precipitation energies are ultimately driven by solar wind and magnetospheric activity and therefore are a convenient way to gain new information on several processes taking place in the near-Earth plasma environment. The project will include two meetings of all team members at ISSI, with an expected outcome of one concluding paper and additional scientific and technical publications. The new analysis tools resulting from the proposed project will improve the capability of ground-based support for current and future spacecraft missions and complement the upcoming next generation European incoherent s

本事業は、ハワイ大の天文学研究施設（以下IfA）と東北大の惑星プラズマ・大気研究センター（以下PPARC）と地球物理学専攻による共同観測研究を核とし、連携するフランス国立科学研究センター・大気環境宇宙観測研究所（以下LATMOS）及びマックスプランク太陽系研究所（以下MPS）との共同理論研究の強化により、国際的な視野と実績をもつ惑星プラズマ・大気の次世代若手観測・理論研究リーダーを育成する。

アラスカ・ポーカーフラットにおいて、地上オーロラ高速撮像ならびに偏光観測を実施した。

ハワイ・ハワイ島マウナケア山頂のNASA3m赤外望遠鏡を用いて木星赤外H3+・H2オーロラ観測を実施した。

本研究は、先端的な赤外高分散分光装置を自力で開発し、地上望遠鏡を用いて惑星大気・プラズマ現象の連続観測を実施することで、惑星大気中の力学・化学過程の解明を目的とする。 惑星というシステムは、「マイクロ秒～数十億年スケールの時間変動およびその蓄積」によって生み出される多様さに、その本質がある。地球という「人類の生存圏環境」の持続性の理解を確立するには、この「惑星の多様さ」の解明は不可欠である。これには、系外惑星の多様性の理解も含まれる。 これまで我々は、特に惑星をとりまく大気やプラズマ中の力学・化学過程に着目し、その物理的理解を進めてきた。手法としては、(1)先端的な観測装置の開発、(2)海外大型望遠鏡による短期間（スポット）観測、(3)人工探査機観測の公開データの解析、(4)計算機シミュレーション、の4つである。このうち、(2)に関してハワイ・すばる望遠鏡等の公募観測に過去数年間で数回採択された実績をもつが、惑星大気現象の解明には連続観測が本質的であり、スポット観測ではそれを解明することはできない。また、(3)、(4)も不可欠な要素であるものの、これを軸に世界的にユニークな研究を展開することは難しい。 上記から、我々は(1)に記述した先端的な装置開発により独自手段を持ち、世界をリードしうる惑星大気研究拠点を構築しようとしている。特に、惑星・系外惑星の機動的かつ継続観測を可能とする独自中規模観測拠点（2m級望遠鏡）をハワイ・ハレアカラ山頂の本学拠点に設置する計画を、ハワイ大等との国際連携で推進している。本研究では、最終的にはこの望遠鏡に取り付けられる赤外高分散分光装置の改造を行う。具体的に本助成により、赤外2μmのみの観測に限られている現在の装置を改良することで、観測可能域を1-4μmの広範囲に拡大する。この結果、観測対象は格段に増加し、多くの惑星の微量気体成分や力学過程を捉えることが可能になる。本研究によって、我々は、先鋭的な観測技術・実験技術ならびに観測されたデータの解析技術の研究開発に集中し、かつ国際的研究連携を強化構築することで、惑星環境の過去・現在・未来の解明を目指す世界最先端の持続的研究インフラを確立する。

ハワイ大学天文学研究施設と共同でハワイ・マウイ島のハレアカラ山頂天文台における望遠鏡をもちいた惑星大気・プラズマ現象の光赤外観測を実施している。

アラスカ・ポーカーフラットにおいてにおける地上オーロラ高速撮像観測した。

スピッツベルゲン島においてEISCAT/ESRレーダーとれいめい衛星の同時観測を実施した。

ハワイ・マウナケア すばる8m望遠鏡IRCSによる木星オーロラの高分散分光観測から木星電離圏・磁気圏現象を明らかにした。

ハワイ・マウナケア NASA3m赤外望遠鏡（IRTF)CSHELLによる木星オーロラの高分散分光観測から木星電離圏・磁気圏現象を明らかにした。

スピッツベルゲン島のEISCAT/ESRレーダーとれいめい衛星の共同観測により、イオン流出現象の解明を目指す。坂野井が現地へ赴き、地上観測を運用した。

アラスカ・トゥーリックならびにポーカーフラットにおいて、EMCCDを用いた単色オーロラ高速撮像を実施した。坂野井ならびに本学学生・技官が現地へ赴き、観測を運用した。

ハワイ・マウナケア NASA3m赤外望遠鏡（IRTF)CSHELLによる木星オーロラの高分散分光観測から木星電離圏・磁気圏現象を明らかにした。

ISSI国際科学チーム”オーロラ微細構造” にて、れいめい衛星ならびに地上観測網によるサブストームオンセット現象の研究を進めた。

カリフォルニア大バークレー校のH.Freyを代表とするISSI国際科学チームの一員として、主にれいめい衛星データを提供し、米国、イギリス、ノルウェー、フィンランド、ドイツ、フランス、オーストリア、中国からなる国際チームにより、オーロラ微細構造の解明を行った。

れいめい衛星光学機器とEISCAT/ESRレーダーによる同時観測から、極域イオン上昇流現象を明らかにする。

スウェーデン・エスレンジに高速オーロラカメラを設置し、冬期間継続して運用することで、オーロラ微細変動現象を明らかにする。