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木星と衛星ガニメデに大接近!

Posted by moonrainbow on 21.2021 衛星   0 comments   0 trackback
探査機ジュノーの撮影データを利用した衝撃的な再現映像

木星に接近する探査機ジュノー視点の映像
【▲ 木星に接近する探査機ジュノー視点の映像。Youtubeから抜粋(Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS)】

日本時間2021年6月8日、アメリカ航空宇宙局(NASA)の木星探査機「Juno(ジュノー)」が木星とその衛星ガニメデに接近してフライバイ探査を行いました

このフライバイ時にジュノーの可視光カメラ「JunoCam」によって撮影された画像をもとに、ジュノーから眺めたガニメデと木星の様子を再現して3分30秒にまとめたショートフィルムがNASAから公開されています。実際のデータを使って作成された迫力の映像をお楽しみ下さい

Juno Flies Past the Moon Ganymede and Jupiter, With Music by Vangelis


▲Juno Flies Past the Moon Ganymede and Jupiter, With Music by Vangelis▲
(Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS)

動画はガニメデに接近するシーンから始まります。日本時間6月8日2時頃、ジュノーはガニメデの表面から1038km以内を時速6万7000kmの相対速度で通過しました。ガニメデにここまで接近したのは、2000年5月に表面から1000kmまで近付いた木星探査機「Galileo(ガリレオ)」によるフライバイ以来21年ぶりのことでした

木星の衛星ガニメデ
【▲ NASAの木星探査機「ジュノー」がフライバイ探査を行った木星の衛星ガニメデ(Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS)】

夜側から接近して昼側へと通過していったジュノーが捉えたガニメデの表面は、明るい領域と暗い領域が入り混じっていることがわかります。NASAによると、暗い領域は表面の氷が昇華して暗い色合いの物質が残されたことで形成されたのではないかと考えられています。また、遠ざかるジュノーが捉えた昼側の表面には、明るい光条(形成時の放出物)をともなうクレーターも数多く見えています。

ガニメデへのフライバイから半日余り、ジュノーは続いて木星へと接近していきます。34回目となった今回の木星フライバイにおける最接近時の雲頂からの距離は3400km以内で、木星に対する最大速度は時速21万kmに達したとされています。地球から月までの平均距離が約38万4400kmですから、地球から2時間とかからずに月へ到達してしまうほどの速さです。

ジュノーは木星に北から接近して南へと通過していきました。動画では嵐が渦巻く暗く青みがかった両極域の様子や、南半球にある「string of pearls」(真珠の連なり)と呼ばれる8つの白い嵐のうち5つの姿を見ることができます。あちこちで輝く光は雷を再現したもので、ジュノーの観測によって得られた木星の大気に関する知見が活かされています。

なお、ガニメデへのフライバイを行ったことでジュノーの軌道は変更され、木星を1周するのに要する期間は約53日から約43日へと計画通り短縮されました。ジュノーによる次の木星フライバイは7月21日に予定されています


Animation: Koji Kuramura, Gerald Eichstädt, Mike Stetson
Music: Vangelis
Producer: Scott J. Bolton
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

2021-07-15
Soraeより

火星の衛星フォボスとダイモス

Posted by moonrainbow on 30.2021 衛星   0 comments   0 trackback
火星の衛星フォボスとダイモスは1つの原始月が破壊されてできた?

衛星フォボスとダイモス
【▲ 今回のシミュレーションを使った研究で火星の衛星フォボスとダイモスは同じ1つの原始月に他の天体が衝突してつくられた可能性があることが示された(Credit: Grafik: Mark Garlick / markgarlick.com)】

スイスのチューリッヒ大学は2021年2月22日、ETHチューリッヒ地球物理学研究所のアミロシン・バゲリさん率いる研究チームが、火星の衛星フォボスとダイモスは元々同じ1つの原始月であった可能性があることを突き止めたと発表しました。研究チームでは、フォボスとダイモスは、この原始月に他の天体が衝突し、破壊されてつくられたのではないかと考えています

火星の衛星フォボスとダイモスはとても小さな天体です。フォボスの大きさは22km、ダイモスにいたっては12kmほどしかありません。

このようなフォボスとダイモスは、これまで、そのいびつな形や化学的な組成から、小惑星が火星の重力によって捕えられたものだと考えられてきました。

しかし、フォボスもダイモスも火星の赤道面上をほぼ真円の軌道を描いて公転しています。もし、フォボスやダイモスが、偶然に、火星の重力に捕えられたのならば、これは不自然です。軌道は楕円になり、赤道面に対する角度もそれぞれランダムになる可能性が高いです。

そこで、研究チームはフォボスとダイモスの起源を探るためにシミュレーションによってフォボスとダイモスの軌道を過去に向かって遡りました。

このとき研究チームが注目したのが潮汐散逸です。

天体と天体は、互いに重力的な影響を及ぼし合い、それぞれ相手を変形させます。これを潮汐といいます。そして、この潮汐によって、それぞれの天体の持つ運動エネルギーが他のエネルギーに変換され、散逸(dissipation)することで、軌道に影響がでます。

どの程度の散逸がおこるかは、天体の大きさ、天体の内部の状態、天体間の距離などによって決まります。

研究チームは、NASAの火星探査機インサイトや他の火星探査機のデータを使って、火星、フォボス、ダイモスの内部の状態を詳しく調べ、より洗練されたモデルを使って、シミュレーションを繰り返しました。

そして、10~27億年前( between 1 and 2.7 billion years ago)に、フォボスとダイモスの軌道が交差することを突き止めました。つまりこの時点でフォボスとダイモスは同じ1つの原始月だったと考えられます。

研究チームでは、10~27億年前に、火星を回っていたこの原始月に、他の天体が衝突し、破壊されて、フォボスとダイモスがつくられたのではないかと考えています。

現在、JAXAは、火星の衛星からのサンプルリターン計画(2024年に打ち上げ予定)を進めています。研究チームでは、火星の衛星から持ち帰られたサンプルの分析によって、火星の衛星の内部の状態がより詳細にわかれば、より正確な軌道の計算が可能になるのではないかと期待しています


Image Credit: Grafik: Mark Garlick / markgarlick.com

2021-05-29
Soraeより

土星の衛星タイタンからのサンプルリターン

Posted by moonrainbow on 24.2021 衛星   0 comments   0 trackback
タイタンからのサンプルリターンに関するアイデアがNASAに採用される

タイタンの画像1
【▲ 2015年にNASAの土星探査機カッシーニによって撮影されたタイタンの画像(Credit: NASA)】

NASAは2021年5月12日、NASAのグレン研究センターの研究チームによる土星の衛星タイタンからのサンプルリターンに関するアイデアをNASA革新的先進コンセプト(NIAC)プログラムに採用したと発表しました。NIACプログラムはブレイクスルーを生み出し将来的にNASAのミッションを革新しうるような、まだこれからの夢のようなアイデアを育てるためのプログラムです

■なぜタイタンからサンプルリターンするのか?

土星の衛星タイタンは、直径が5150kmほどもあり、木星の衛星ガニメデに次いで、太陽系で2番目に大きな衛星です。なんと直径4880kmほどの水星よりも大きいです。

このようなタイタンは窒素を主成分とする地球よりも厚い大気に覆われています。その大気圧は地表面で1.5気圧もあります。

また、タイタンの表面温度は-179℃ほどと超低温なのですが、そのためにメタンが液化し、地球における水のように循環しています。つまり、タイタンでは、メタンの雨が降り、川、湖、海を形成し、蒸発して、再びメタンの雨になります。

また、このようなメタンは、大気中で窒素と光化学反応をおこして、ソリンと呼ばれるより複雑な有機物になり、大気中をスモッグとして漂ったり、地表に降り積っています。

このようなタイタンは、生命誕生以前の地球によく似ており、有機物がどのように進化して生命が誕生したのか、探る上で貴重なヒントを与えてくれるのではないかと期待されています。そのため、NASAでは、ドラゴンフライと呼ばれるドローン型探査機をタイタンに送り込み、ソリンなどのタイタンの有機物について詳しく調べる計画です。ドラゴンフライは、2026年に打ち上げられ、2034年にタイタンに到着して、2年間に渡ってタイタンの大気や表面を探査する予定です。

ただ、ドラゴンフライのような探査機を送り込むのも1つの良い方法ですが、サンプルを地球に持ち帰れば、地球の研究室でより詳しい分析が可能になります


■タイタンからのサンプルリターンに関するアイデアとは?

タイタンからサンプルを持ち帰る帰還機の想像図
▲ タイタンからサンプルを持ち帰る帰還機の想像図。帰還のためのロケット燃料などはタイタンで現地調達する(Credit: NASA)】

研究チームによれば、タイタンには地球よりも厚い大気があるために、探査機の着陸自体は比較的容易だといいます。パラシュートなどを使えば十分に減速できるためです。

ただ、コストを掛けず、効率的な探査をおこなうためには、帰還時のロケット燃料などを現地調達する必要があるといいます。

タイタンの地表には、メタンが液体の状態で存在しているために、ロケット燃料の製造自体は特に問題はありません。

問題は、ロケット燃料を燃焼させるための液体酸素の製造です。研究チームのアイデアによれば、タイタンの岩石は水の氷でできているので、原子力の生み出す熱を使ってこれを溶かし、その後、電気分解して、液体酸素を製造します。

研究チームのアイデアは、まだ、NIACに採用されただけで、NASAの正式ミッションになったわけではありませんが、将来的にMASAの正式ミッションに役立てられることが期待されています


Image Credit: NASA

2021-05-17
Soraeより

木星の衛星エウロパの間欠泉

Posted by moonrainbow on 01.2020 衛星   0 comments   0 trackback
隕石の衝突がエウロパの間欠泉を発生させる?

エウロパの間欠泉のイメージ図
研究チームが提唱した新しいモデルに基づいたエウロパの間欠泉のイメージ図(Image Credit: Justice Wainwright)

スタンフォード大学のシュタインブリュッゲ博士などからなる研究チームは2020年11月5日、木星の衛星エウロパにあると考えられている間欠泉(プルーム)について、新しい発生モデルを提唱しました

ハッブル宇宙望遠鏡やケック天文台、NASAの木星探査機ガリレオなどの観測結果からエウロパに水蒸気を吹き上げる間欠泉が存在することはほぼ間違いないと考えられています。

ただその発生源についてはよく解っていませんが、厚さ数キロにもなる氷の外殻の下にある広大な内部海や氷の外殻のなかにある大きな貯水池が考えられています。

今回、研究チームが提唱した新しいモデルはこのうちの氷の外殻のなかにある大きな貯水池から間欠泉が発生する仕組みの解明に挑むものです。研究チームは数千万年前に隕石の衝突によって形成された幅29kmになるマナナンと呼ばれるクレーターの分析からこの新しいモデルを提唱しました。

では、その新しいモデルの内容をみてみましょう!

隕石がエウロパの氷の外殻に衝突すると、その熱で、氷の外殻が溶けますが、すぐにまた凍り始めます。このとき氷の外殻のなかに小さな塩水の塊が残ります。塩分を含むと、水が凍り始める氷点が下がるためです。

しかし、この小さな塩水の塊はじっとはしていません。より塩分濃度が低い周りの氷を溶かしながら、より温度が高いクレーターの中心部分に向かって、氷の外殻のなかを移動していきます。

こうして、小さな塩水の塊が集まり、クレーターの中心部の氷の外殻のなかに、大きな貯水池ができます。

しかし、この大きな貯水池もやがて凍り始めます。水は氷ると体積が増します。そのため、この大きな貯水池は、やがて、内圧が高まり、破裂します。こうして間欠泉が発生するというわけです。

この新しいモデルはあくまでもまだ仮説にすぎませんが、2020年代中頃に打ち上げ予定のNASAのエウロパ探査機エウロパ・クリッパーによってこのようなエウロパの間欠泉の謎が解明されるかもしれませんね。とても待ち遠しいです


Image Credit: NASA/ESA/K. Retherford/SWR

2020-11-15
Soraeより

土星の衛星タイタンのクレーター

Posted by moonrainbow on 17.2020 衛星   0 comments   0 trackback
タイタンのクレーターから有機物と水の氷の混合物を発見

土星の衛星タイタン
土星の衛星タイタン(Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho)

ヨーロッパ宇宙機関(ESA)のソロモニドゥ博士などからなる研究チームは2020年9月1日、土星最大の衛星タイタンのクレーターから有機物と水(H2O)の氷の混合物を発見したと発表しました。研究チームはNASAの土星探査機カッシーニに搭載された可視・赤外線マッピング分光計(VIMS)と呼ばれる観測装置から得られたデータを分析することによって、この発見を成し遂げました

タイタンのクレーターの画像
タイタンのクレーターの画像(Credit: NASA/JPL)

タイタンの地形は緯度によって特徴があります。乾燥した赤道地方には砂丘が多く、湿潤な極地方にはメタンなどでできた海や湖が集中し、中間の中緯度には平原が広がっています。研究チームは、このような赤道地方のクレーター4個と中緯度地方のクレーター5個を調べました。

すると、赤道地方のクレーターからは主に暗い色の未知の有機物がみつかりました。これに対して、中緯度地方のクレーターからは有機物と水の氷の混合物がみつかりました。

ところでなぜこのような違いが生まれるのでしょうか?

タイタンでは、地球における水のように、メタンなどが循環しています。メタンなどからできた海や湖から、メタンなどが蒸発し、雲になり、雨となって降りそそぎ、川となって流れ、また、海や湖に戻ってきます。

研究グルーブはこのように循環するメタンなどの液体による浸食作用がクレーターの化学組成の地域差をつくりだすのではないかと考えています。つまり、中緯度地方では、クレーターが形成されたときにつくられた、有機物と水の氷の混合物が、液体のメタンなどによって、洗われますが、赤道地方では、このような浸食作用が働かないために、すぐに砂によって覆われてしまうというわけです。

ところで、NASAでは、現在、タイタン探査計画「ドラゴンフライ計画」を進めています。ドラゴンフライ計画では2027年にドローン型の探査車を打ち上げタイタンに送り込みます。探査車がタイタンの空を飛びます!

タイタンには、今回ふれたようにメタンなどが液体の状態で存在し、循環し、地表を侵食しているなど、ある意味で地球とよく似た環境が存在しています。もしかしら、何かしらの生命が存在するかもしれませんね。ドラゴンフライ計画による探査がとても楽しみです!


Image Credit: NASA / JPL-Caltech / ASI./NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho

2020-11-08
Soraeより
 

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