天王星の大きな衛星の新しい研究は、4つが水を保持する可能性があることを示しています

ボイジャー2号のデーター再分析と、ガリレオ、カッシーニ、ドーン、ニューホライズンズから得られた氷天体の内部構造に基づいて天王星の衛星についてモデリングを行った結果、直径1000㎞を超える４衛星に地下海洋を維持することは可能と判断した。以下、機械翻訳。
天王星の大きな衛星の新しい研究は、4つが水を保持する可能性があることを示しています
2023年5月5日
この研究は新しいモデリングに基づいており、太陽系のありそうもない場所に海がどのように存在するかを探っています。

1998年にハッブル宇宙望遠鏡で撮影されたデータを使用した色付きのビューを持つ天王星
天王星は、10年にハッブル宇宙望遠鏡によって1998年撮影されたデータを使用するこの色の追加ビューで、４つの主要なリングとの既知の27衛星のうち10に囲まれています。新しいモデリングを特徴とする研究は、天王星の大きな衛星のうちの４つが内部海を含んでいる可能性が高いことを示しています。
クレジット: NASA/JPL/STScI
NASAの探査機ボイジャーからのデータの再分析と新しいコンピューターモデリングにより、NASAの科学者は、天王星の最大の4つの衛星には、コアと氷の地殻の間に海層が含まれている可能性が高いと結論付けました。彼らの研究は、アリエル、ウンブリエル、チタニア、オベロン、ミランダの5つの大きな衛星すべての内部構成と構造の進化を詳述した最初のものです。この研究は、4つの衛星が数十ｋｍの深さの海を保持していることを示唆しています。
全部で少なくとも27の衛星が天王星の周りを回っており、最大の４つの衛星は、直径1,160 kmのアリエルから直径1,580 kmのチタニアまでの範囲です。科学者たちは長い間、チタニアはその大きさを考えると、放射性崩壊によって引き起こされる内部熱を保持する可能性が最も高いと考えてきました。他の衛星は、特に天王星の重力によって生じる加熱がわずかな熱源にすぎないため、内部海洋が凍結するのを防ぐのに必要な熱を保持するには小さすぎると広く考えられていました。
全米アカデミーズの2023年の惑星科学および宇宙生物学十年調査は、天王星の調査を優先しました。そのような任務に備えて、惑星科学者は神秘的な天王星系についての彼らの知識を強化するために氷の巨人に焦点を合わせています。Journal of Geophysical Researchに掲載されたこの新しい研究は、将来のミッションが衛星をどのように調査するかを知らせる可能性がありますが、この論文には天王星を超えた意味合いもあると、南カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所の筆頭著者Julie Castillo-Rogezは述べています。
「準惑星や衛星などの小さな天体に関しては、惑星科学者は以前、準惑星のケレスと冥王星、土星の衛星ミマスなど、いくつかのありそうもない場所で海の証拠を発見しました」と彼女は言いました。「ですから、私たちが完全に理解していないメカニズムが作用しています。この論文は、それらが何であるか、そしてそれらが水が豊富であるかもしれないが内部の熱が限られている太陽系の多くの天体にどのように関連しているかを調査します。」
この研究では、1980年代のNASAのボイジャー2号による天王星のフライバイと地上での観測から得られた知見を再検討した。著者たちは、NASAのガリレオ、カッシーニ、ドーン、ニューホライズンズ(それぞれが海洋世界を発見した)からの追加の発見を注入したコンピューターモデルを構築し、土星の衛星エンケラドス、冥王星とその衛星カロン、ケレス(すべて天王星の衛星とほぼ同じサイズの氷体)の化学と地質に関する洞察を含む。


新しいモデリングは、天王星の4つの主要な衛星に海層がある可能性が高いことを示しています
新しいモデリングは、天王星の主要な衛星の4つ、アリエル、ウンブリエル、チタニア、オベロンに海層がある可能性が高いことを示しています。塩辛い(または塩辛い)海は氷の下にあり、水が豊富な岩と乾いた岩の層の上にあります。ミランダは小さすぎて、海の層に十分な熱を保持することができません。
クレジット:NASA / JPL-カリフォルニア工科大学
上と下にあるもの

研究者たちは、そのモデリングを使用して、天王星の衛星の表面がどれほど多孔質であるかを測定し、海をホストするために必要な内部熱を保持するのに十分なほど断熱されている可能性が高いことを発見しました。さらに、彼らは、高温の液体を放出し、海洋が暖かい環境を維持するのに役立つ衛星の岩石マントルの潜在的な熱源となる可能性のあるものを発見しました-海が居住可能性をサポートするのに十分暖かいかもしれないチタニアとオベロンで特に起こりそうなシナリオ。
海洋の組成を調べることで、科学者は、下の物質が地質学的活動によって下から押し上げられたかどうかに応じて、衛星の氷の表面にも見られる可能性のある物質について学ぶことができます。望遠鏡からの証拠は、衛星の少なくとも1つであるアリエルが、比較的最近、おそらく氷の火山からその表面に流れ込んだ物質を持っているという証拠があります。
実際、最も内側で5番目に大きい衛星であるミランダも、最近の起源と思われる表面の特徴をホストしており、ある時点で海を維持するのに十分な熱を保持している可能性があることを示唆しています。最近の熱モデリングでは、ミランダが水を長期間ホストしている可能性は低いことがわかりました:それはあまりにも早く熱を失い、おそらく今凍っています。
しかし、内部の熱だけが衛星の地下海に寄与する要因ではありません。この研究の重要な発見は、塩化物とアンモニアが氷の巨人の最大の衛星の海に豊富にある可能性が高いことを示唆しています。アンモニアは不凍液として機能することが長い間知られています。さらに、このモデリングは、水中に存在する可能性のある塩が不凍液の別の供給源であり、体の内部の海を維持することを示唆しています。
もちろん、天王星の大きな衛星についてはまだ多くの疑問があるとCastillo-Rogez氏は述べ、やるべきことはまだたくさんあると付け加えました:「将来の観測の計画を導くために、衛星の起源に関するさまざまな仮定のための新しいモデルを開発する必要があります」。
これらの衛星の下と表面にあるものを掘り下げることは、科学者やエンジニアがそれらを調査するのに最適な科学機器を選択するのに役立ちます。例えば、アンモニアと塩化物が存在する可能性があると判断するには、反射光で化合物を検出する分光器は、両方の種類の化合物をカバーする波長範囲を使用する必要があります。

同様に、彼らはその知識を使用して、液体の深部を調査できる機器を設計することができます。衛星の磁場に寄与する電流を探すことは、ガリレオミッションの科学者が木星の衛星エウロパで行ったように、一般的に深海を見つけるための最良の方法です。しかし、アリエルやウンブリエルなどの衛星の内部海の冷たい水は、海がこれらの電流を運ぶことができなくなり、その下にあるものを把握しようとしている科学者にとって新しい種類の課題を提示する可能性があります。

最終更新日:2023年5月5日
タグ: ジェット推進研究所　, 衛星　, 惑星　, 太陽系　, 天王星

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