その結果、数100eVのエネルギーを持った電子の一部に特徴的な不均一「ジャイロ非等方」が生じていることが検出されたという。ジャイロ非等方は、サイクロトロン共鳴速度付近に限定されて見られ、同共鳴の過程によってエネルギーを失いつつある粒子の方が多く、その失った分のエネルギーが波動に供給されていることを示すものだったとする。
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磁場に沿って伝搬するホイッスラーモード波動と、それとすれ違いながら相互作用する電子の概要 (出所:東北大プレスリリースPDF)
また、非線形理論で予測される効率的な波動成長が起きうる条件について、従来の単独衛星による観測では実現不可能だった詳細な評価が行われた結果、観測結果が理論とよく整合することが実証されたともする。非線形理論では、ジャイロ非等方を生成しやすい条件について理論的に示されているものの、ジャイロ非等方の程度については簡単には予測不可能だとのことで、今回の研究により、実際に観測できる程度に顕著なジャイロ非等方が生じることが観測実証されることになったとする。
さらに、そのジャイロ非等方を持つ電子が担う電流量と波動の振幅から波動の成長率の計算が行われたが、このほとんど仮定を置かない手法で直接的に成長率が導出できた点も新たな成果だと研究チームでは説明する。
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今回の研究では太陽側の磁気シース領域と、磁気圏の境界付近での観測結果2例が報告された。1例は磁気リコネクションの近傍で、もう1例は磁気圏のすぐ外側の磁気シース内部 (出所:東北大プレスリリースPDF)
なお、今回の研究成果は、宇宙空間のさまざまな領域で生起しているホイッスラーモード波動(を含む電磁サイクロトロン波動)に、非線形成長が重要な役割を果たしていることを直接的に示す先駆けとなるもので、今回扱われたホイッスラーモード波動に限っても、磁気圏内では、放射線帯の相対論的高エネルギーへの電子加速(「キラー電子」とも呼ばれる)、高エネルギー電子の大気への降り込み、脈動オーロラの生成といった多様な現象に関連しており、これらの現象の理解に新たな裏付けを与えるという。
またWPIA法は、今後のJAXAの地球電磁気圏・熱圏探査計画「FACTORS」や、国際共同による木星探査計画「JUICE」などの宇宙探査計画でも活用が期待されており、今回の成果を土台として、多様な波動粒子相互作用の研究における展開、プラズマ物理研究の進展における理解に貢献していくことが期待されるとしている。
