大赤斑の上の木星の大気で驚くべき発見

木星は夜空で最も明るい天体の 1 つであり、晴れた夜には簡単に見ることができます。極地では明るいオーロラが見られますが、木星の上層大気の明るさは薄暗く、望遠鏡がこの領域の詳細を区別することが困難になっています。

しかし、NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の赤外線感度のおかげで、科学者たちは象徴的な大赤斑の上にある木星の上層大気を前例のない詳細に研究することが可能になりました。

木星の上層大気は、惑星の磁場とその下の大気の間の境界面です。そこでは、木星の衛星イオによって放出された火山物質によって引き起こされる、明るく鮮やかなオーロラを見ることができます。しかし、赤道に近づくと、惑星の上層大気の構造は入射する太陽光の影響を受けます。木星は地球が受け取る太陽光の 4% しか受け取らないため、天文学者は、この地域は本質的に均質であると予測しました。

木星の大赤斑は、2022 年 7 月にウェッブの近赤外線分光器(NIRSpec) によって、その機器の統合フィールド ユニットの機能を使用して観測されました。

早期放出科学チームの観察では、この領域が実際に不透明であるかどうか、そして大赤斑の上の領域がウェッブの観察のターゲットであるかどうかを調査しようとしました。研究チームは、木星の高層大気が視野全体にわたって暗い弧や明るい点を含むさまざまな複雑な構造をホストしていることを発見して驚きました。

「私たちはおそらく素朴に、この地域は非常に退屈なものになるだろうと考えていました」とレスター大学(英国) のチームリーダー、ヘンリック・メリンは言います。 「しかし実際には、それはオーロラと同じくらい、あるいはそれ以上に興味深いものです。木星は決して驚きを止めません。」と彼は言いました。

この領域から放出される光は太陽光によって引き起こされますが、研究チームは、高層大気の形状と構造を変える別のメカニズムが存在するに違いないと示唆しています。

「この構造を変える1つの方法は重力波を利用することです。これは砂浜で砕ける波と似ており、砂の中に波紋を作ります」とヘンリック氏は説明した。 「これらの波は、大赤斑周辺の乱流下層大気の奥深くで発生し、高度を伝わって上層大気の構造や放出を変化させる可能性がある」と同氏は述べた。

科学者たちは、将来的にウェッブ望遠鏡でこれらの複雑な波のパターンを追跡観測して、それらが惑星の上層大気中でどのように動くかを調査し、この領域のエネルギーバランスとその特性が時間の経過とともにどのように変化するかについての理解を深めたいと考えています。

これらの調査結果は、次のことを裏付ける可能性もあります。 欧州宇宙機関 ( ESA ) の 木星氷衛星探査機は、2023 年 4 月 14 日に打ち上げられました。ジュースは、一連のリモート センシング、地球物理学的機器、およびシステムを使用して、木星とその 3 つの大きな海洋衛星 (ガニメデ、カリスト、エウロパ)の詳細な観測を実行します。現場で。このミッションでは、これらの衛星を惑星天体および生息地として特徴づけ、木星の複雑な環境を深く調査し、宇宙全体の巨大ガス惑星の原型として木星系全体を研究する予定です。

ニュース参照:

メリン、H.ら。 JWSTで観測された木星の電離層の不規則性。自然天文学、2024 年。