土星の衛星「タイタン」のマッピング画像

Posted by moonrainbow on 04.2018 衛星   0 comments   0 trackback
土星の衛星「タイタン」のマッピング画像は驚くほど地球に似ていた

衛星「タイタン」の表面の地形図

1997年に打上げられた土星探査機「カッシーニ」は、2004年に土星へ到着。それから13年に渡り最新の機器でデータを収集し続けました。2017年9月15日、土星の大気圏に突入し燃え尽き、その運用を終了しました

 我々がいまだかつて見たこともない驚きの宇宙の姿を撮影し、様々なデータを記録し続けたカッシーニ

 これらのデータは研究者により現在も解析が進められていますが、最近、土星最大の衛星「タイタン」の表面の地形図が完成しました

 それはあまりにも地球に似ていたのです

 カッシーニとそこに搭載された探査機ホイヘンスがタイタンの地表を視界に捉えて以来、人はそこにどこか懐かしさを感じてきました、それは地球に似ていたからです。低地には液体の海が湛えられているのがわかります

衛星「タイタン」の表面の地形図1
image credit:Cassini/NASA/JPL

タイタンの表面にある地球のような海

 今回、米コーネル大学の天文学者、アレックス・ヘイズ博士が、タイタンの地形図を用いて、最も大きい3つの海には共通の等電位面があることを発見したのです――すなわち地球の海とまさに同じ海面です

 この海は水ではなく超低温の炭化水素化合物であるかもしれない。そして不気味なほど平らです。それでも海であることには変わりないのです

 この発見自体も素晴らしいが、何しろ調査できただけでも凄いことです
 
 「太陽から10天文単位の距離にある天体に湛えられている液体表面の起伏を40センチの精度で計測しています」とヘイズ博士は説明しています

 ジオイドという、重力と自転のみの影響によって形成される表面の形状を計測しているのです。これは地球の海を特徴づける形状と同じです

流れる何かが存在する?

 彼らの発見は、主に密度の高いメタンとエタノール分子で構成される液体炭化水素の集合と動きの背後にある力学について興味深いことを示唆しています

 液体の帳尻が合うだけの大きな川がつながっているのか?もしくは、地下の見えないところを流れる何かが存在するのか?という可能性です

 ヘイズ博士は後者の線を疑っているようです

衛星「タイタン」の表面の地形図2
image credit:Cassini/NASA/JPL

タイタンに多くの液体炭化水素が存在する可能性

 研究チームは、液体を湛えた低地を持つ乾燥した湖底らしきものの起伏を比較することで、地下に炭化水素を低い地点まで運ぶ水路があると結論づけました

 このことは、タイタンの目に見えない部分にはさらに多くの液体炭化水素が存在することを仄めかしています

地球の「カルスト」によく似ている

 今回完成したマップは液体の流れ方を知る手がかりになるが、新しい謎も突きつける。一部の液体で満たされた低地は、地球の「カルスト」という地形に非常によく似ているのです

 これは岩石が溶けて、その表面部分が崩落することで形成される”クッキーの型”のような穴です

 地球のものと同じく、タイタンのカルスト状地形の地表部分には、液体の湖に流れ込む、あるいはそこから流れ出るようなはっきりとした水路がない。しかし地球とは違い、鋭く隆起した縁が存在します

 その縁はまるで今でも拡大を続けているような様子です。実際、タイタンの南にある最大の湖は、この穴がいくつもできたことで形成されたかのような姿をしています

衛星「タイタン」の表面の地形図3
image credit:Cassini/NASA/JPL

 「仮にこれらが本当に外側に成長しているのだとすれば、それは常に縁の破壊と再生を行いながら、外側へ移動しているということなのでしょうか? これを解明できれば、タイタンの極地にある盆地の進化についても理解が進むと考えています」(ヘイズ博士)

 カッシーニの残した遺産は今後も土星とその衛星に対する興味深い事実を次々と明らかにしてくれるでしょう。たくさんのロマンと共に

2018年01月23日
カラパイアより

土星の衛星「タイタン」へドローンを送り込む計画

Posted by moonrainbow on 09.2018 衛星   0 comments   0 trackback
NASAは土星の「タイタン」へドローンを送り込む計画(生命存在の可能性を事前調査)

Dragonfly.jpg
Credit:NASA

 米航空宇宙局(NASA)は現在、土星の衛星「タイタン」の探査をドローンで実行する計画「Dragonfly」について、実現可能性を検討中です

 NASAは、惑星などの探査を実施するロボットを2020年代の中盤に打ち上げる方向で準備を進めています。Dragonflyは、12種類提案された探査テーマの最終候補として残った2プロジェクトの1つ。将来の本格的なタイタン探査に向け、着地可能な地点を探す事前調査がその目的です

 タイタンは土星最大の衛星で、大気を持つほか、液体のメタンやエタンでできた海があり、生命存在の可能性が指摘されています。Dragonflyはドローンをタイタンの地表に降ろし、数十カ所で生命活動に関する化学反応の有無や、居住可能かどうかなどを調べる計画です

 Dragonfly計画の想像図を見ると、使用するドローンはローターが4個のクアッドコプター( Quadcopte)に見えるが、4組のダブルローターを備えており、合計8個のローターを回転させて飛行するらしい。ちなみに、NASAは大気が極めて薄かったりほぼ真空だったりする環境でも飛行可能な、ガスを噴射して飛ぶ仕組みのドローン「Extreme Access Flyers」も開発しています

 なお、Dragonflyとともに検討が進められているもう1つのプロジェクトは、チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星(すいせい)からのサンプル(標本)リターンを目指す「Comet Astrobiology Exploration Sample Return(CAESAR)」。この彗星は、欧州宇宙機関(ESA)が探査機「Rosetta(ロゼッタ)」で調査し、最終的にRosettaを衝突させたことで知られています

 両プロジェクトは資金援助を受け、2018年末まで計画のブラッシュアップを続けます。NASAは、2019年春にどちらのプロジェクトを継続させるか決める予定です

NASA Selects Dragonfly Concept For Potential Mission To Saturn’s Moon Titan



2017年12月28日
CNET Japanより

衛星「タイタン」のホットスポット(高温領域)

Posted by moonrainbow on 03.2017 衛星   0 comments   0 trackback
急冷化した衛星「タイタン」のホットスポット(高温領域)

タイタンの南極の渦
2012年6月に「カッシーニ」が48万kmの距離からとらえたタイタンの南極の渦(提供:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

土星の衛星「タイタン」の南極の上層大気中にあるホットスポットが2012年に急激に寒冷化したのは、大気中の微量ガスの濃縮が原因だった可能性が示されました

土星最大の衛星「タイタン」は惑星である水星よりも大きな天体で、太陽系内の衛星としては唯一かなりの大気を持ちます

2017年9月に運用が終了した土星探査機「カッシーニ」は、13年以上にわたる探査のなかでタイタンの極域大気の観測も続けてきました。土星やタイタンは約29.5年で太陽を一周しているので、13年という期間はタイタンの「約半年」に相当します

その観測から、タイタンの南半球における冬の始まりであった2009年に南極域の大気中にホットスポット(高温領域)が予測どおりに発達したものの、2012年にはコールドスポット(低温領域)へと変わってしまい、2015年後半まで摂氏約マイナス150度の低温が続いたことがわかりました。2016年から2017年の観測からは、ホットスポットへ戻った可能性がみられています

通常、惑星の冬を迎えている極域の高層大気は、沈み込む空気が圧縮され加熱されるため暖かいのです。タイタンの大気が作りだした極渦が極低温で、モデルの予測と相反するものだったため、研究者たちは困惑しました

英・ブリストル大学のNick Teanbyさんたちの研究チームは、カッシーニが計測したガスの存在量や温度と、加熱と冷却率に関するモデルとを合わせ、微量のガスの濃縮によって著しい冷却が起こり極低温の大気になることを示しました

「地球や金星、火星において大気を冷やす主なメカニズムは、微量のガスである二酸化炭素からの赤外線放射によるものです。一方タイタン上では、大気中で起こる珍しい光化学反応によってエタンやアセチレンといった炭化水素、シアン化水素やシアノアセチレンなどのニトリルが生成され、これらが低温化の主原因となります」(Teanbyさん)

これらのガスが冬の極域における大気の沈み込みによって濃縮され、大気冷却が起こったのです。この説明は、2014年にカッシーニがタイタン南極の上空に観測した、奇妙なシアン化水素の氷の雲の存在とも一致します

「このような効果が見られるのは、太陽系では今のところタイタンだけです。タイタンの大気の化学的性質によってのみ起こり得る現象です。似たような効果は、雲の形成や大気循環が示唆される系外惑星でも起こるかもしれません」(Teanbyさん)

2017年11月29日
AstroArtsより

衛星「フォボス」と「ダイモス」の由来

Posted by moonrainbow on 09.2017 衛星   0 comments   0 trackback
火星の衛星「フォボス」と「ダイモス」に火星のマントル物質

火星の衛星「フォボス」(左)と「ダイモス」(右)
火星の衛星「フォボス」(左)と「ダイモス」(右)(提供:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)

火星の衛星「フォボス」と「ダイモス」が火星への巨大天体衝突によって形成されうること、両衛星を構成する物質の約半分が火星由来のマントル物質であることが、コンピューターシミュレーションによって示されました

火星の衛星「フォボス」と「ダイモス」は、半径が10km程度、質量が火星の約1,000万分の1と非常に小さい衛星です。いびつな形状と表面スペクトルが、火星と木星の間に存在する小惑星と類似していることから、両衛星の起源は小惑星が火星の重力に捕獲されたもの(捕獲説)と長らく考えられていました。しかし捕獲説の場合、赤道面を円軌道で公転するという現在の衛星の軌道を説明することは極めて難しいのです

一方、火星の北半球に存在する太陽系最大のクレーター「ボレアレス平原」は巨大天体の衝突(ジャイアントインパクト)によって形成された可能性が高いことがわかっています。さらに近年のコンピューターシミュレーションによって、このクレーターを形成しうる巨大衝突で飛び散った破片が集まることで最終的に2つの衛星をも形成しうることが明らかになっていました

火星への巨大天体衝突のイメージ
火星への巨大天体衝突のイメージ(提供:東京工業大学プレスリリースより、以下同)

東京工業大学の兵頭龍樹さんたちがフォボスとダイモスを形成する巨大衝突の超高解像度3次元流体数値シミュレーションを行ったところ、破片粒子のサイズが0.1μmと100μmから数m程度になることがわかりました。また、0.1μm程度の微粒子は、観測されている衛星の滑らかな表面反射スペクトルの特徴と矛盾しないものであることも明らかにしました

さらに、衛星の構成物質の約半分は火星に、残りの半分は衝突天体に由来しており、火星物質は火星地表面から50~150kmの深さから掘削された火星マントル由来の物質であることが示されました。衛星を作ったとされる衝突天体の質量は火星の数%(地球の1,000分の1)、衝突速度は同6km程度と小さめであったと考えられることから、衛星を形成する破片は2,000K程度の温度でほとんど蒸発せず、火星起源物質と衝突天体起源物質の混ざり合いは少ないとみられ、破片は当時の火星の物質情報を保存していると期待されます

大衝突シミュレーションの時間スナップショット
大衝突シミュレーションの時間スナップショット。上の図で(赤色と黄色)最終的に火星となる粒子、(水色)最終的に火星衛星となる粒子、(白色)火星の重力圏から飛び出してしまう粒子、を示す。下の図は粒子の温度を表す

今回の研究により、フォボスとダイモスが火星への巨大天体衝突によって形成可能であり、観測される衛星表面の反射スペクトルの特徴も説明できることが明らかになりました。また、両衛星には火星由来の物質が多く含まれ、衝突当時の火星マントル物質も含まれる可能性も示されました

宇宙航空研究開発機構では火星の衛星に探査機を送り衛星の物質を地球に持ち帰る計画「MMX(Martian Moons eXploration)」を検討しており、2024年に打ち上げ、2029年の地球への帰還を目指しています。今回の研究で示した巨大天体衝突説が正しければ、MMX計画によって火星の表層物質だけでなく火星マントル物質までを衛星から手に入れることが可能となり、太陽系形成史を紐解く物質科学的な鍵となることが期待されます

2017年9月1日
AstroArtsより

土星探査機「カッシーニ」が撮影した衛星「テティス(Tethys)」

Posted by moonrainbow on 02.2017 衛星   0 comments   0 trackback
土星の輪と照らし出された小さな衛星「テティス(Tethys)」 

土星の第3衛星「テティス」

巨大なクレーターや深い渓谷があることで知られる、土星の第3衛星「テティス」。そのテティスと土星の輪を土星探査機「カッシーニ」が撮影し、地球へと送信しました
 
画像では太陽光に晒された土星の昼側と、その反射光で照らし出されたテティスの夜側を確認することができます。またテティスの北側も太陽光を反射して、明るくなっていますね。この画像は土星の約120万キロ上空、そしてテティスから約150万キロ遠方から撮影されました。撮影日時は2017年5月13日です
 
テティスは半径が533kmほどの衛星で、タイタン、レア、イアペトゥス、ディオネに次ぐ5番目の大きさとなっています。またその表面には惑星の3/4ほどの大きさの渓谷や、幅400kmのクレーター「オデュッセウス」が存在します
 
一方、カッシーニはまさに最終ミッションとなる「グランド・フィナーレ」の真っ最中で、9月15日には土星大気に突入してその生涯を終える予定です
 
Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

2017/08/24
Soraeより
 

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