地球の高層大気から流出した酸素イオンを月周回衛星「かぐや」で検出
地球の夜側にある磁気圏には、プラズマシートと呼ばれる領域があります。日米共同ミッションGEOTAIL（※１）の観 測などから、プラズマシートは月の軌道よりも遠くまで延びていることが知られていました。つまり、地球の周りを回っている月は、時折、プラズマシートの中 を通過することがあります。
2008年、運用中だった月周回衛星「かぐや(SELENE)」（※２）は、プラズマシートを何度か通過しました。寺田 健太郎教授（大阪大学）が率いる研究チームが、「かぐや」に搭載されたプラズマ観測装置（※３）のデータを解析したところ、「かぐや」がプラズマシートの 中を通過したとき、O+（一価の陽イオン酸素）を検出していました。また、検出したO+は月の方向に向かって流れており、１から10keVと比較的高いエネルギーを持っていることがわかりました。
検出されたO+は地球の高層大気から流出されたものだと考えられます。プラズマシートの中には、 太陽風（※４）を起源とするイオンと地球の高層大気から流出したイオンが含まれています。太陽風を起源とする酸素の陽イオンは、５価以上の陽イオンが主で あることがこれまでの研究からわかっています。ですから、「かぐや」が検出したO+は地球の高層大気（ここでは、地球の引力が弱くなり、太陽風の影響で大気が流出し始める領域を指している）が起源だと考えられます。
重要なことの一つに、O+が１から10keVという比較的高いエネルギーを持っていたことが挙げられます。このエネルギーのO+は月面の粒子に対して数10ナノメートルの深さに入り込むことが出来ます。地球由来のO+が月面の粒子に侵入できるのであれば、月面物質で測定されている複雑な特徴（例えば、酸素同位体比）を説明することにつながるのではないかと期待できます。
本研究は、地球の高層大気を起源とするO+が約38万km離れた月の表面にまで運ばれる可能性を観測的に示したことになります。
本研究成果は、2017年1月31日（日本時間）に英国科学雑誌 Nature Astronomyで公表されました。
※１ 磁気圏尾部観測衛星 GEOTAIL：1992年7月24日に米国フロリダ州
ケープカナベラルからデルタ-Ⅱロケットで打ち上げられた日米共同プロジェクトの衛星。磁気圏の高温プラズマの起源と加熱メカニズム、特に磁気圏尾部では
どのように磁場のエネルギーが変換され、イオンや電子の加速が行われているか、磁気圏尾部のプラズマはどのような起源をもち、どのように輸送されているか
を調べることが目的だった。
この目的の達成のため、GEOTAILプロジェクトは特有の軌道計画がを実行した。1994年11月までの2年余りの
期間は、月との2重スウィングバイ技術などを駆使し、遠地点が常に磁気圏尾部に来るように制御。地球半径の210倍までの広範な磁気圏尾部をくまなく探査
した。その後、別の研究のため、遠地点を地球半径の30倍程度に下げて現在に至る。
搭載されている観測装置は、日米双方から合計7個（磁場計測装置、電場計測装置、2組（日米各1組）のプラズマ計測装置、2組（日米各1組）の高エネルギー粒子計測装置、プラズマ波動観測装置）。
http://www.isas.jaxa.jp/topics/000838.html
지구의 고층 대기로부터 유출한 산소 이온을 달주회 위성「가구점」로 검출
지구의 밤측에 있다 자기권에는, 플라스마 시트로 불리는 영역이 있어요.일·미 공동 미션 GEOTAIL(※1)의 관 측등에서, 플라스마 시트는 달의 궤도보다 먼 곳까지 늘어나고 있는 것이 알려져 있었습니다.즉, 지구의 주위를 돌고 있는 달은, 때때로, 플라스마 시트안 (을)를 통과하는 것이 있어요.
2008년, 운용중이었던 달주회 위성「가구점(SELENE)」(※2)는, 플라스마 시트를 몇 번이나 통과했습니다.테라다 켄타로 교수(오사카 대학)가 인솔하는 연구팀이, 「가구점」에 탑재된 플라스마 관측 장치(※3)의 데이터를 해석했는데, 「가구점」가 플라스마 시트의 안을 통과했을 때, O+(원자가 하나의 양이온 산소)를 검출하고 있었습니다.또, 검출한 O+는 달의 방향을 향해 흐르고 있어 1에서 10 keV와 비교적 높은 에너지를 가지고 있는 것을 알 수 있었습니다.
검출된 O+는 지구의 고층 대기로부터 유출된 것이라고 생각할 수 있습니다.플라스마 시트안에는, 태양풍(※4)을 기원으로 하는 이온과 지구의 고층 대기로부터 유출한 이온이 포함되어 있습니다.태양풍을 기원으로 하는 산소의 양이온은, 5값이상의 양이온이 주로 있다 일이 지금까지의 연구로부터 알고 있습니다.그러니까, 「가구점」가 검출한 O+는 지구의 고층 대기(여기에서는, 지구의 인력이 약해져, 태양풍의 영향으로 대기가 유출하기 시작하는 영역을 가리키고 있다)를 기원이라고 생각할 수 있습니다.
중요한 일의 하나에, O+가 1에서 10 keV라고 하는 비교적 높은 에너지를 가지고 있었던 것이 들 수 있습니다.이 에너지의 O+는 달표면의 입자에 대해서 수 10나노미터의 깊이에 비집고 들어갈 수 있습니다.지구 유래의 O+가 달표면의 입자에 침입할 수 있다면, 달표면 물질로 측정되고 있는 복잡한 특징(예를 들면, 산소 동위체비)을 설명하는 것에 연결되는 것은 아닐까 기대할 수 있습니다.
본연구는, 지구의 고층 대기를 기원으로 하는 O+가 약 38만 km 멀어진 달의 표면에까지 옮겨질 가능성을 관측적으로 나타내 보인 것이 됩니다.
본연구 성과는, 2017년 1월 31일(일본 시간)에 영국 과학 잡지 Nature Astronomy로 공표되었습니다.
※1 자기권꼬리 부분 관측 위성 GEOTAIL：1992년 7월 24일에 미국 플로리다주 케이프카나베랄로부터 델타-Ⅱ로켓으로 발사 된 일·미 공동 프로젝트의 위성.자기권의 고온 플라스마의 기원과 가열 메카니즘, 특히 자기권꼬리 부분에서는 어떻게 자장의 에너지가 변환되어 이온이나 전자의 가속을 하고 있는지, 자기권꼬리 부분의 플라스마는 어떠한 기원을 갖고, 어떻게 수송되고 있을까 (을)를 조사하는 것이 목적이었다.이 목적의 달성 때문에, GEOTAIL 프로젝트는 특유의 궤도 계획이를 실행했다.1994년 11월까지의 2년 남짓의 기간은, 달과의 2중스윙바이 기술등을 구사해, 원지점이 항상 자기권꼬리 부분에 오도록(듯이) 제어.지구 반경의 210배까지의 광범위한 자기권꼬리 부분을 빠짐없이 탐사 했다.그 후, 다른 연구 때문에, 원지점을 지구 반경의 30배 정도로 내려 현재에 이른다.
탑재되고 있는 관측 장치는, 일·미 쌍방에서 합계 7개(자장 계측 장치, 전기장 계측 장치, 2조(일·미 각 1조)의 플라스마 계측 장치, 2조(일·미 각 1조)의 고에너지 입자 계측 장치, 플라스마 파동 관측 장치).
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