🚀 オーロラ・宇宙プラズマ学習サイト

   
       

🌌 宇宙プラズマとは?

       

私たちの身の回りにある物質は、固体・液体・気体の3つの状態をとりますが、気体がさらに電離してイオンと電子に分かれた状態を「プラズマ」と呼びます。これは「物質の第四の状態」とも言われます。宇宙空間の物質の99%以上はプラズマ状態にあり、これを「宇宙プラズマ」と呼びます。太陽から吹き出す太陽風、地球の磁気圏、そしてオーロラが輝く極域の超高層大気などは、この宇宙プラズマが支配的な領域です。このサイトでは、オーロラをはじめとする、宇宙プラズマが織りなす現象を学ぶための情報を提供します。

   
   
       

ようこそ!

       

このサイトは、オーロラや宇宙プラズマに興味を持つ学生に向けて、学習に役立つ情報をまとめたものです。国内の主要な研究室から、ステップアップのための教科書、おすすめの学習順序、関連学会まで、この分野を探求するための羅針盤となることを目指しています。

   
   
       

お知らせ: 研究室リストに追加すべき研究室がありましたら、いつでもGitHubリポジトリにプルリクエストやIssueをお送りください。また、同様にリストに載せないでほしいという連絡も受け付けています。

   
   
       

🏢 国内主要大学研究室リスト

       

各研究室名から公式サイトへリンクしています。

       
                   
   
   
       

📚 難易度別 教科書ガイド

       
           

お知らせ: おすすめの教科書や、記載内容の誤りなどがありましたら、ぜひGitHubリポジトリにプルリクエストやIssueをお送りください!

       
               

📖 一般向け入門用

       
           

『総説 宇宙天気』(柴田一成・上出洋介 編著)

           

宇宙天気に関連する現象を幅広く解説。長大なため、興味のある部分から読むのがおすすめ。

       
       
           

『太陽地球系科学』(地球電磁気・地球惑星圏学会 学校教育WG 編)

           

太陽から地球磁場、ダイナモまで広く扱っており、研究テーマを探す際の参考になる。

       
       
           

『オーロラの話をしましょう』(赤祖父 俊一 著)

           

オーロラ研究の世界的権威による一般向け解説書。研究の歴史と最前線がわかる。

       
       

📘 プラズマ物理入門者向け

       
           

Basic Space Plasma Physics (W. Baumjohann & R. A. Treumann)

           

宇宙プラズマ物理の基礎を網羅している定番教科書。

       
       
           

『太陽地球圏』(小野高幸・三好由純 著)

           

太陽、地球磁気圏、プラズマ物理の基礎を日本語でバランス良く学べる。

       
       
           

『プラズマ物理入門』(F. F. Chen 著, 内田岱二郎 訳)

           

プラズマ物理の非常に分かりやすいと評判の世界的名著。物理的直感を養うのに最適。

       
       

📙 中級者以上向け専門書

       
           

『太陽地球圏環境予測 オープン・テキストブック』(PSTEPプロジェクト)

           

各分野の第一人者が執筆。学部の教科書と論文をつなぐレベルで、研究の概観把握に最適。無料公開。

       
         
           

『オーロラ物理学シリーズ』(極地研電子ライブラリー)

           

磁気圏やオーロラについて、より専門的に解説した日本語の教科書シリーズ。無料で公開。

       
       
           

『宇宙電磁流体力学の基礎』(柴田 一成 他)

           

MHD(磁気流体力学)を日本語で学べる貴重な一冊。太陽や降着円盤など具体例も豊富。

       
       
           

『輻射電磁流体シミュレーションの基礎』(松本 倫明 他)

           

MHD(磁気流体力学)等の数値シミュレーションの実践的な内容を提供する一冊

       
       
           

Introduction to Plasma Physics: With Space, Laboratory and Astrophysical Applications (Donald A. Gurnett & A. Bhattacharjee)

           

丁寧な説明と、段階的な式の導出が特徴。宇宙・実験室・天体物理プラズマへの応用を網羅しており、学部上級から大学院レベルの教科書として評価が高い。

       
       
           

The Physics of Alfven Waves (Neil F. Crammer)

           

Alfven波の性質を中心に解説した英語の専門書。

       
       
           

『核融合のためのプラズマ物理』 (宮本 健郎)

           

核融合に関わるプラズマ物理を比較的わかりやすく解説。核融合向けとはいえ、プラズマ物理の理論が日本語で詳しく解説されており、宇宙プラズマの研究者にとっても大いに参考になる。

       
       
           

Advanced Space Plasma Physics (Rudolf A. Treumann & Wolfgang Baumjohann)

           

Basic Space Plasma Physicsの続編。線形理論から非線形理論まで、より進んだトピックを扱う。

       
         
           

Waves in Plasmas (Thomas Howard Stix)

           

プラズマ中の波動について、数学的・物理的に詳しく解説された専門書。難易度高め。

       
       
           

Magnetohydrodynamics of Laboratory and Astrophysical Plasmas (2019) (J. P. GOEDBLOED)

           

MHDを学ぶための定番書。とても分厚く、幅広い範囲を丁寧に解説。

       
       
           

Plasma Confinement (R. Hazeltine and J. Meiss)

           

核融合プラズマの分野で広く読まれている教科書。Drift KineticsやGyrokineticsなどの簡約化モデルの導出や、磁気面を持つ系でのプラズマ物理の手法が学べる。

       
       
           

『プラズマシミュレーション』 (プラズマ・核融合学会)

           

数値計算の観点からプラズマ物理を解説。プラズマと数値計算の基礎から、代表的なシミュレーション手法までを学ぶことができる。

       

Magnetohydrodynamics of the Sun (Priest, 2014)

Physics of Space Plasma Activity (Schindler, 2006)

Plasma Physics for Astrophysics (Kulsrud, 2004)

   
   
       

🗺️ おすすめ学習ワークフロー(編集中)

       
           

Step 1: 学部生・初学者

           
                   
  1. 全体像の把握: 『総説 宇宙天気』や『太陽地球系科学』を読み、この分野でどのような現象が研究されているのかを知る。
  2.                
  3. 基礎固め: 『プラズマ物理入門』や『太陽地球圏』で、プラズマ物理と太陽地球系科学の基礎をしっかり学ぶ。
  4.            
       
       
           

Step 2: 大学院生・研究テーマ探し

           
                   
  1. 専門知識の深化: 『太陽地球圏環境予測 オープン・テキストブック』や『オーロラ物理学シリーズ』で、興味のある分野のより詳細な知識を深める。
  2.                
  3. 英語の専門書に挑戦: Basic Space Plasma Physics を読み通し、英語の専門用語に慣れる。興味に応じてMHD、波動などの専門書に進む。
  4.            
       
       
           

Step 3: 専門研究へ

           
                   
  1. 論文調査: 関連分野の最新論文を読み、研究の最前線を把握する。
  2.                
  3. 学会参加: 下記の学会に参加し、自身の研究成果を発表したり、他の研究者と議論したりして研究を発展させる。
  4.            
       
   
   
       

💻 Webサイト

       
           
                   
  •                     太陽の科学館                     学生によってまとめられたMHDに関する資料。日本語で網羅的に書かれており参考になる。                
  •                
  •                     宇宙物理メモ                     東北大学天文学教室出身者によってまとめられたサイト。宇宙プラズマの理論関係の丁寧な記事が多い。                
  •                
  •                     能勢正仁さんのHP                     「私家版・地球電磁気学ノートPDFファイルはこちら」からアクセス可能。電磁気学、地球電磁気の現象論からMHD、高エネルギープラズマの理論まで、広範なメモがまとめられている。                
  •            
       
   
   
       

🌌 宇宙天気関連

       
           

科学提言のための宇宙天気現象の社会への影響評価

           

新学術領域研究「PSTEP」の活動の一環としてまとめられた報告書。宇宙天気現象が社会へ与える影響について、定量的な評価や発生しうる事象について検討されている。

       
       
           

宇宙天気予報の高度化の在り方に関する検討会報告書

           

総務省の検討会による報告書。宇宙天気予報の観測・分析能力や対処のあり方など、今後の方向性についてまとめられている。

       
       
           

宇宙天気予報関連情報まとめ

           

宇宙天気予報を実際に行う際に必要な情報について、個人的にまとめられたメモ。

       
   
   
       

🤝 主要な関連学会リスト