エウロパの蛍光：放射線は木星の衛星に多数の光を出します

木星版ヴァンアレン帯の中を公転するエウロパをシンチレーション検出器として使おうという計画。探査機が夜側を撮影する時、蛍光波長域の光は荷電粒子が水や二酸化炭素の氷に当たって蛍光した光。以下、機械翻訳。
エウロパの蛍光：放射線は木星の衛星に多数の光を出します
2020年11月9日
木星の衛星エウロパのイラスト
木星の衛星エウロパのこの図は、氷の表面が太陽とは反対側の夜側でどのように輝くかを示しています。グローとグロー自体の色の変化は、エウロパの表面の氷の組成に関する情報を明らかにする可能性があります。
クレジット：NASA / JPL-Caltech

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エウロパの表面の「カオス地形」を間近で見る

新しい実験室での実験により、ヨーロッパの環境が再現され、夜でも氷の月が輝いていることがわかりました。効果は単なるクールなビジュアル以上のものです。
氷のような海に満ちた月エウロパが木星を周回するとき、それは絶え間ない放射線の衝突に耐えます。木星は、エウロパの表面を電子やその他の粒子で昼夜を問わずザッピングし、高エネルギーの放射線を浴びます。しかし、これらの粒子が月の表面を叩くとき、それらはまた別世界の何かをしているかもしれません：ヨーロッパを暗闇の中で輝かせます。
南カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所の科学者による新しい研究では、グローがどのように見えるか、そしてそれがヨーロッパの表面の氷の組成について何を明らかにすることができるかを初めて詳しく説明しています。塩辛い化合物が異なれば、放射線に対する反応も異なり、独自のきらめきを放ちます。肉眼では、この輝きは、素材によって、わずかに緑色、場合によってはわずかに青または白に見え、明るさの程度も異なります。
科学者は分光計を使用して光を波長に分離し、異なる「シグネチャ」またはスペクトルをさまざまな氷の組成に接続します。エウロパのような月で分光計を使用するほとんどの観測は、月の昼側で反射した太陽光を使用して行われますが、これらの新しい結果は、エウロパが暗闇でどのように見えるかを明らかにします。
「この夜側の氷の輝きがエウロパの表面組成に関する追加情報を提供できると予測できました。その組成がどのように変化するかによって、エウロパが生活に適した条件を備えているかどうかについての手がかりが得られます」と、11月に公開された作品の筆頭著者であるJPLのマーシーグディパティは述べています。 。ネイチャーアストロノミーの9。
これは、エウロパが、月の厚い氷の地殻を通って表面に浸透する可能性のある、巨大でグローバルな内海を保持しているためです。科学者は表面を分析することで、その下にあるものについてさらに学ぶことができます。

光を照らす
科学者たちは、以前の観察から、ヨーロッパの表面は、氷と、硫酸マグネシウム（エプソム塩）や塩化ナトリウム（食卓塩）など、地球上で一般的に知られている塩の混合物でできている可能性があると推測しています。新しい研究は、これらの塩をエウロパのような条件下で水氷に組み込み、それを放射線で爆破すると輝きが生じることを示しています。
それだけは驚きではありませんでした。照射面が光るのは想像に難くない。科学者は、輝きが表面を透過し、下の分子にエネルギーを与えるエネルギーの高い電子によって引き起こされることを知っています。それらの分子が弛緩すると、それらは可視光としてエネルギーを放出します。
「しかし、私たちが最終的に見たものを見るとは想像もしていなかった」と、研究を共同執筆したJPLのBryanaHendersonは述べた。「新しい氷の組成を試したとき、輝きは異なって見えました。そして、私たちは皆、しばらくそれをじっと見つめて、「これは新しいですよね？これは間違いなく違う輝きですか？」と言いました。そこで、分光計をそれに向けると、氷の種類ごとにスペクトルが異なりました。」
エウロパの表面の実験室モックアップを研究するために、JPLチームは、エウロパの高エネルギー電子および放射線環境試験用の氷室（ICE-HEART）と呼ばれる独自の機器を構築しました。彼らはICE-HEARTをメリーランド州ゲーサーズバーグの高エネルギー電子ビーム施設に持ち込み、まったく異なる研究を念頭に置いて実験を開始しました。それは、エウロパ氷の下の有機物が放射線の爆発にどのように反応するかを調べることです。
彼らは、異なる氷の組成に結びついた輝き自体の変化を見ることを期待していませんでした。それは-著者がそれを呼んだように-セレンディピティでした。
論文の共著者であるフレッド・ベイトマンは、次のように述べています。彼は実験の実施を支援し、メリーランド州の国立標準技術研究所の医療工業用放射線施設の氷サンプルに放射線ビームを照射しました。
暗い空に見える月は珍しいことではないかもしれません。自分の月は太陽光を反射するので見えます。しかし、エウロパの輝きはまったく異なるメカニズムによって引き起こされている、と科学者たちは語った。夜側、つまり太陽とは反対側を向いていても、継続的に輝く月を想像してみてください。
「ヨーロッパがこの放射線にさらされていなかったら、それは私たちの月が私たちに見えるように見えるでしょう-影の側は暗いです」とグディパティは言いました。「しかし、木星からの放射に衝撃を受けているため、暗闇で光ります。」
NASAの次のフラッグシップミッションであるエウロパクリッパーは、2020年代半ばに打ち上げられる予定で、木星を周回しながら複数のフライバイで月面を観測します。ミッションの科学者は、宇宙船の科学機器によってグローが検出可能かどうかを評価するために、著者の調査結果を検討しています。宇宙船によって収集された情報を新しい研究の測定値と照合して、月の表面の塩分成分を特定したり、それらが何であるかを絞り込んだりする可能性があります。
「あなたが研究室にいて、 『そこに着いたときにこれを見つけるかもしれない』と言うことはめったにない」とグディパティ氏は語った。「通常はその逆です。そこに行って何かを見つけ、ラボでそれを説明しようとします。しかし、私たちの予測は単純な観察に戻り、それが科学の目的です。」
エウロパクリッパーなどのミッションは、宇宙生物学の分野、つまり私たちが知っているように生命を宿す可能性のある遠い世界の変数と条件に関する学際的な研究に貢献するのに役立ちます。エウロパクリッパーは生命を検出する任務ではありませんが、エウロパの詳細な偵察を行い、海面下にある氷の月が生命を支える能力を持っているかどうかを調査します。エウロパの居住性を理解することは、科学者が地球上で生命がどのように発達したか、そして私たちの惑星を超えて生命を見つける可能性をよりよく理解するのに役立ちます。

エウロパとエウロパクリッパーの詳細については、こちらをご覧ください。
europa.nasa.gov

最終更新日：2020年11月10日
タグ： エウロパ（衛星）、エウロパクリッパー、ジェット推進研究所、木星、衛星　太陽系