NASAのJunoがイオの山と溶岩湖を上空から撮影

NASAのJunoがイオの山と溶岩湖を上空から撮影
ジェット推進研究室
2024年 4月18日
記事
Looking Into Io’s Loki Patera (Artist’s Concept)
このアニメーションは、木星の衛星イオにある溶岩湖であるロキ・パテラのアーティストのコンセプトであり、NASA のジュノー宇宙船に搭載された JunoCam 画像装置からのデータを使用して作成されました。内部に複数の島があるロキは、マグマで満たされ、溶岩で縁取られた窪地です。クレジット: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
太陽エネルギーで動く探査機からの画像は、地獄のような木星の衛星の興味深い特徴をクローズアップしています。

NASAの木星探査計画「ジュノー」の科学者らは、イオの最近の2回の接近飛行で収集したデータをアニメーションに変換し、木星の衛星の最も劇的な特徴の2つである山と、冷却された溶岩でできたほぼガラスのように滑らかな湖を強調した。この太陽光発電探査機から得られた他の最近の科学成果には、木星の極低気圧と水の豊富さに関する最新情報が含まれます。

この新しい発見は、4月16日水曜日、ウィーンで開催された欧州地球物理学連合総会での記者会見で、Junoの主任研究員スコット・ボルトン氏によって発表された。

ジュノーは2023年12月と2024年2月にイオに極めて接近し、地表から約1,500キロメートル以内まで接近し、月の北緯の初の近接画像を取得した。

「イオ島には火山が点在しているだけですが、私たちはその中のいくつかの火山の活動を捉えました」とボルトン氏は語った。 「また、ロキ・パテラと呼ばれる長さ 200キロメートルの溶岩湖に関する素晴らしいクローズアップ画像やその他のデータも入手しました。熱い溶岩で縁取られた潜在的なマグマ湖の真ん中にこれらのクレイジーな島々が埋め込まれていることを驚くほど詳細に示しています。私たちの機器が湖について記録した鏡面反射は、イオの表面の一部がガラスのように滑らかであることを示唆しており、地球上の火山で生成された黒曜石ガラスを思い出させます。」


NASAのJunoに搭載されたJunoCam機器は、4月 9日の60回目の木星のフライバイ中に、木星の衛星イオのこの眺めを、その南極地域の史上初の画像とともに撮影しました。
画像クレジット: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS。画像処理: Gerald Eichstädt/Thomas Thomopoulos (CC BY)。
ジュノーのマイクロ波放射計 ( MWR ) 機器によって収集されたデータを使用して生成された地図は、イオが木星の他のガリレオ衛星と比較して比較的滑らかな表面を持っているだけでなく、中緯度よりも寒い極があることを明らかにしています。

ポールポジション
ジュノーの長期ミッション中、宇宙船は通過するたびに木星の北極に近づいて飛行します。この方向の変化により、MWR 装置は木星の北極低気圧の解像度を向上させることができます。このデータにより、極の複数の波長を比較することができ、すべての極低気圧が同じように生成されるわけではないことが明らかになりました。

「おそらく、この違いの最も顕著な例は、木星の北極にある中心低気圧で見られるでしょう」と、南カリフォルニアにある NASA のジェット推進研究所でジュノーのプロジェクト科学者を務めるスティーブ・レビン氏は言う。 「赤外線画像と可視光画像の両方ではっきりと見えますが、マイクロ波の痕跡は近くにある他の嵐ほど強力ではありません。これは、その地下構造が他の低気圧とは大きく異なるはずであることを示しています。 MWR チームは、あらゆる軌道でより多くの、より優れたマイクロ波データを収集し続けているため、これらの興味深い極嵐のより詳細な 3D マップを開発することが期待されています。」

木星の水
このミッションの主な科学目標の 1 つは、科学者が木星の水の豊富さをより深く理解するのに役立つデータを収集することです。これを行うために、Juno 科学チームは液体の水を探しているわけではありません。その代わりに、彼らは木星の大気中の酸素分子と水素分子（水を構成する分子）の存在を定量化しようとしている。太陽系形成の謎を解くには、正確な推定が不可欠です。

Io’s ‘Steeple Mountain’ (Artist’s Concept)
2023年12月と2024年 2月のフライバイ中に NASA のジュノーに搭載された JunoCam 画像装置によって収集されたデータを使用して作成されたこのアニメーションは、ミッション科学チームが「スティープル マウンテン」と名付けた木星の衛星イオの特徴のアーティストのコンセプトです。クレジット: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
木星はおそらく最初に形成された惑星であり、太陽に取り込まれなかったガスや塵のほとんどが木星に含まれています。水の豊富さは、この巨大ガス惑星の気象学（木星での風の流れを含む）や内部構造にも重要な影響を及ぼします。

1995年、NASAのガリレオ探査機は、木星の大気圏への57分間の降下中に、木星の水の豊富さに関する初期のデータセットを提供しました。しかし、データは答えよりも多くの疑問を生み出し、ガス巨人の大気は予想外に高温であり、コンピューターモデルが示していたのとは反対に、水が不足していることを示した。

「この探査機は驚くべき科学を成し遂げましたが、そのデータは木星の水の豊富さに関する私たちのモデルとは大きくかけ離れていたため、探査機が採取した場所が外れ値である可能性があるのではないかと考えました。しかし、ジュノの前には確認できませんでした」とボルトン氏は語った。 「MWR データから得られた最近の結果により、木星の赤道近くの水の存在量は、水素と比較した場合、太陽の存在量のおよそ 3 ～ 4 倍であることが判明しました。これは、ガリレオ探査機の進入地点が異常に乾燥した砂漠のような地域であったことを決定的に示している。」

この結果は、私たちの太陽系の形成中、水と氷の物質が、巨大ガス惑星の形成および/またはその両方の際の重元素濃縮（木星によって降着された水素やヘリウムより重い化学元素）の源であった可能性があるという考えを裏付けています。進化。木星の形成は依然として不可解なままである。なぜなら、ガス巨人の中心部に関するジュノーの結果は、水の存在量が非常に少ないことを示唆しているからだ。この謎は科学者たちがまだ解明しようとしているところである。

ジュノーの延長ミッションの残りの期間中のデータは、科学者が極地付近と赤道付近の木星の水の豊富さを比較できるようにすることと、木星の希薄な核の構造にさらなる光を当てることによって役立つ可能性がある。

4月9日のジュノーの最近のイオ飛行中、探査機はイオの表面から約16,500キロメートル以内に接近した。5月12日には61回目の木星のフライバイを実行する予定だ。

ミッションの詳細
カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学の一部門である NASA のジェット推進研究所は、サンアントニオのサウスウェスト研究所の主任研究員であるスコット ボルトンのためにジュノー ミッションを管理しています。 Juno は、NASA のニュー フロンティア プログラムの一部であり、このプログラムは、ワシントンにある NASA 科学ミッション総局のために、アラバマ州ハンツビルにある NASA のマーシャル宇宙飛行センターで管理されています。イタリア宇宙庁 (ASI) は、木星の赤外線オーロラ マッパーに資金を提供しました。デンバーのロッキード・マーティン・スペースは宇宙船を建造し、運用している。

Juno の詳細については、次のサイトを参照してください。
https://www.nasa.gov/juno