NASAのジュノーミッションで木星の大赤斑の上を飛ぶ

NASAのジュノーミッションで木星の大赤斑の上を飛ぶ
2018年8月30日
NASAの科学者が木星の水を見つけるために大きな赤い斑点の深さにどのように見えるか
何世紀もの間、科学者は木星の構成を理解するために働いてきました。この神秘的な惑星は、太陽系の中で最も大きく、化学的には太陽に最も近いものです。木星を理解することは、私たちの太陽系がどのように形成され、どのように他の太陽系がどのように発展するかについてもっと学ぶための鍵となります。
しかし、一つの批判的な疑問は、世代の間、天文学者を襲ってきました。木星の大気に水がありますか？
NASAのゴダード宇宙飛行センターの天文学者、ゴードン・L・ビョルカーは、天文誌の最近の論文で、彼と彼のチームがジョヴィーの研究コミュニティを答えに近づけたと報告した。
木星の永続的な嵐の深みから漏れた熱放射に敏感な波長の地上望遠鏡、グレートレッドスポットを見て、彼らは惑星の最も深い雲の上にある水の化学シグナチャを検出しました。研究者らは、水の圧力は、別の酸素含有ガス、一酸化炭素の測定と合わせて、木星が太陽よりも2〜9倍多くの酸素を有することを示唆している。この発見は、分子水素（H 2）で結ばれた酸素（O）からなる木星上の豊富な水（H 2 O）を予測した理論的およびコンピュータシミュレーションモデルを支持する。

Fly into the Great Red Spot of Jupiter with NASA’s Juno Mission


このアニメーションは、巨大な赤い斑点の位置で木星の上層大気の中へ、そしてそこから外へ、シミュレートされた飛行で視聴者を連れて行く。これは、NASAの探査機ジュノーのJunoCamイメージャからのイメージと、コンピュータで生成されたアニメーションを組み合わせることで作成されました。この展望は、惑星の南半球の雲頂より約3,000キロメートル上に始まります。一番左のバーは急降下中の高度を示します。その隣にある第2のゲージは、遠近法がより深く浸るにつれて起こる温度の劇的な上昇を示しています。その雲は、赤十字の巨大地点を通るように見えるほど紅色に変わります。最後に、ビューはその場から浮上します。
クレジット：NASA / JPL
チームの実験が簡単に失敗する可能性があることから、この啓示は揺らいでいた。グレートレッドスポットは密度の高い雲でいっぱいです。そのため、電磁気エネルギーが逃げにくくなり、天文学者には化学のことを何でも教えることができます。
「それほど厚くないので、深く見える私たちの能力を妨げることになります」とBjoraker氏は言います。「それは楽しい驚きだった。
Bjorakerは、新しい分光技術と好奇心が、数千マイルもの深さの木星の深いところでピアリングを楽​​しむことができたと語った。「私たちはそこに何があるのか​​を見てみよう」
Bjorakerと彼のチームが収集したデータは、NASAのJuno宇宙船が集まっている情報を補うもので、53日ごとに北から南に地球を周回しています。
とりわけ、ジュノは独自の赤外分光計と地表面の大気圧の100倍、100倍の水準まで、誰よりも深く探知できるマイクロ波放射計を備えた水を探しています。（木星の標高は大気の圧力を表すバーで測定されます。なぜなら、惑星には仰角を測定する地球のような表面がないからです。）
もしJunoが同様の水調査結果を返し、それによってBjorakerの地上技術を裏づけるならば、それは水問題を解決するための新たな窓を開くことができると、惑星大気の専門家、Amy Simonは言った。
「うまくいけば、土星、天王星、海王星のように、ジュノを持っていない場所にも適用できるかもしれない」と彼女は語った。
ジュノは、この巨大なガス状惑星上に、ガス状の可能性のある水を見つけることを任せられた最新の宇宙船です。
水は、私たちの太陽系内の重要かつ豊富な分子です。地球上で生命を生み出し、天候を含む最も重要なプロセスの多くを潤滑します。木星の激しい天気の重要な要素でもあり、惑星が岩と氷でできたコアを持っているかどうかを判断する上で重要です。
木星は、星雲の星雲と星雲が融合した星雲が、今日見られる激しい気体の球に合体して、太陽の形成から残された要素を吸い上げることによって形成された最初の惑星であると考えられています。数十年前まで広く受け入れられていた理論は、木星の組成が太陽と同じであったことです。ヘリウムのヒントを持つ水素のボール - すべてのガス、コアなし。
しかし、木星にはおそらく地球質量の10倍の核があるという証拠が増えている。以前に惑星を訪れた宇宙船は、太陽系の星雲からのガスと混合して大気を作り出す前に、岩石と水の氷の核を形成するという化学的証拠を見出しました。ジュノの重力がジュノに引き付ける方法も、この理論を支持しています。惑星には稲妻や雷があり、水分によってその現象が起こります。
「木星を周回する衛星はほとんどが水氷であるため、近隣にはたくさんの水があります」とBjorakerは述べています。「なぜこの巨大な重力で、すべてが落ち着いているのか、惑星は水に富んでいないのだろうか？
水の問題は惑星科学者を困惑させました。事実、H 2 Oの証拠が現れるたびに、何かが起こって香りから離れます。木星の専門家の間で好評を得ているのはNASAのガリレオ宇宙船で、1995年に大気中にプローブを落として異常に乾燥した地域で巻き上げた。「それは地球にプローブを送り、モハベ砂漠に上陸し、地球が乾いていると結論づけたようなものです」とBjorakerは指摘しました。
水のための彼らの検索では、Bjorakerと彼のチームは、また、彼らはWMケック天文台で、地球上で最も敏感な赤外線望遠鏡に頼っていた2017年にハワイでMaunakeaの頂上から収集された放射線データを使用し、新たな機器を検出することができますNASA赤外線望遠鏡施設での広範囲のガス。


木星の赤外線画像
グレートレッドスポットは、木星の赤外線画像の真中の暗いパッチです。厚い雲のために熱放射を妨げるため、暗いです。黄色の帯は、天体物理学者ゴードン・ビョルカーカーの分析に用いられたグレート・レッド・スポットの一部を示しています。
クレジット：NASAのゴダード宇宙飛行センター/ゴードン・ビョルカー
アイデアは、木星の雲の高度を特定するために、木星の雲を通して放出される光エネルギーを分析することでした。これは、科学者がその地域で生き残ることができるガスの種類に影響する温度やその他の条件を決定するのに役立ちます。
惑星の大気の専門家は、水の氷と液体の水で作られた下層と、アンモニアと硫黄で作られた中間層と、アンモニアでできた上層と、の3つの雲層が木星に存在することを期待している。
これを地上観測で確認するために、Bjorakerのチームは、大部分のガスが熱を吸収しない赤外線領域の波長を調べ、化学物質の痕跡が漏れることを認めました。具体的には、メタンガスの吸収パターンを分析した。木星はメタンが凍結するにはあまりにも暖かいので、その豊富さは地球上のある場所から別の場所に変わるべきではありません。
メアリーラインの強さがグレートレッドスポットの内側から外側に変わるのを見ると、それよりメタンが多いからではない」ビョラカー氏は、次のように述べている。大きな赤い斑点。
Bjorakerのチームは、以前のモデルをサポートしているGreat Red Spotの3つの雲の層の証拠を見つけました。最も深い雲の層は5バールであると、チームは結論づけました。温度が水の凝固点に達したところで、Bjorakerは次のように述べています。 "私は水雲が見つかった可能性が高いと言います。研究者が木星で確認した一酸化炭素の量は、木星に酸素が豊富で水が多いことを確認している。
Bjorakerの技術は、世界の水の豊富さを完全に把握するためにジュピターの他の部分でテストする必要があり、彼のデータはJunoの発見と二乗されました。
NASAのジェット推進研究所のジュノプロジェクトの科学者、スティーブン・M・レビン（Steven M. Levin）は、「ジュピターの水分は、巨大な惑星がどのように形成されたかについて多くのことを教えてくれます。パサデナ、カリフォルニア州。

バナー画像：この視覚化は、2016年7月4日に到着して以来、木星を研究してきたNASAのJuno宇宙船によって捕捉された画像から作成されました。
クレジット：NASA / JPL / SwRI

最終更新日：2018年8月30日
タグ： ゴダード宇宙飛行センター、ジュノ、木星　太陽系