The terrestrial magnetosphere is a natural laboratory where many important plasma processes can be studied in detail by using high-quality spacecraft measurements of electromagnetic fields and particle distribution functions over a broad range of spatial and temporal scales. One such important process is magnetic reconnection. We discuss recent results on the detailed structure of reconnection sites, on suprathermal electron energization within reconnection regions and on reconnection within turbulent plasma. Particularly we demonstrate the importance of understanding in detail processes occurring at the characteristic ion and electron scales. Our results are based on multi-spacecraft observations by the Cluster spacecraft. We also briefly discuss the need for future multi-spacecraft missions, such as MMS and Cross-Scale, to further advance the understanding of magnetic reconnection. The results obtained by using spacecraft measurements can find direct applications to laboratory plasmas as well as to plasma environments around other planets, in the solar atmosphere and solar wind and in distant astrophysical objects.
地球磁気圏は、電磁場と粒子分布関数の高品質な宇宙機観測を通じて、広範な空間的・時間的スケールにわたる多くの重要なプラズマ過程を詳細に研究できる自然の実験室である。そのような重要な過程の一つが磁気リコネクションである。本稿では、リコネクション領域の詳細な構造、リコネクション領域内における超熱電子のエネルギー化、および乱流プラズマ内でのリコネクションに関する最近の成果について議論する。特に、特徴的なイオンおよび電子スケールで生じる過程を詳細に理解することの重要性を示す。本成果は、Cluster宇宙機による多衛星観測に基づくものである。また、磁気リコネクションの理解をさらに深めるためのMMSやCross-Scaleなどの将来の多衛星ミッションの必要性についても簡潔に議論する。宇宙機観測によって得られた成果は、実験室プラズマだけでなく、他の惑星周辺のプラズマ環境、太陽大気、太陽風、および遠方の天体物理学的対象にも直接応用することができる。