歴史上初めて、土星の環からの雹が惑星の天気を熱くします

天文学者は今、土星に派手に見えるリングを発見しました(写真; ドック。アメリカ航空宇宙局)

天文学者は今、豪華に見えて簡単に観察できるが、見た目ほど静かではない土星のリングを発見しました。氷の粒子の雨が巨大な惑星の天気に影響を与えるからです。

「この現象は太陽系ではこれまで見られませんでした。土星とその環の間のこの予期せぬ相互作用は、他の星の周りの惑星にも土星のような環系があるかどうかを予測するためのツールを提供する可能性があります。」

NASAとESAのハッブル宇宙望遠鏡、ボイジャー1号と2号の宇宙船、カッシーニ探査機、引退した国際紫外線探査機ミッションからの観測データを武器に、すべてをまとめました。

その結果、天文学者は土星の大気中の熱い水素のスペクトル線として見える過剰な紫外線を発見しました。つまり、放射線は上層大気を外部から汚染し、加熱します。

「最ももっともらしい説明は、土星の大気に降り注ぐ氷のリング粒子がこの温暖化を引き起こすということです。微小隕石の衝突、太陽風粒子の衝撃、太陽紫外線、または帯電した塵を拾う電磁力が原因である可能性があります」とNASAは述べています。

「これはすべて、粒子を惑星に引き付ける土星の重力場の影響下で起こります。」

NASAのカッシーニ宇宙船は、2017年に土星の大気中に落下したときに土星の大気の成分を測定し、多くの粒子がリングから落下することを確認しました。

「すべては、特定の緯度で大気中に流れ込むリング粒子によって駆動されます。それらは上層大気を変更し、組成を変更します」と、パリの天体物理学研究所とアリゾナ大学の月惑星研究所の研究共著者であるLotfi Ben-Jaffelは述べています。

「そして、大気を特定の高さで加熱する可能性のある大気ガスとの衝突プロセスもあります。」

天文学者は、4月3日月曜日のメトロから引用されているように、粒子と大気ガスの衝突を含むプロセスが大気を特定の高さで加熱する可能性が最も高いと疑っています。

この研究では、天文学者は土星を研究する4つの宇宙ミッションからアーカイブの紫外線(UV)観測を収集しました。これらには、1980年代に土星を通過し、過剰なUVを測定した2つのボイジャー探査機からの観測が含まれていました。

「すべてが較正されると、スペクトルがすべてのミッションで一貫していることがはっきりとわかります。これが可能なのは、ハッブルから、何十年にもわたって測定された大気からのエネルギー伝達率に関する同じ基準点があるためです。」

「本当に驚きました。異なる配光データをプロットしたところ、すごいことに気づきました–それは同じです。」

40年間のUVデータは多くの太陽周期をカバーしており、天文学者が土星に対する太陽の季節的影響を研究するのに役立ちます。多様なデータをすべてつなぎ合わせて校正することにより、Ben-JaffelはUV放射レベルに違いがないことを発見しました。

「いつでも、地球上のどの位置でも、紫外線のレベルを追跡できます」とベンジャフェルは説明しました。

これは、土星の環からの安定した雹石を最良の説明として示唆しています:「私たちは惑星の上層大気でこれらの環を特徴付ける効果を始めたばかりです。私たちは最終的に、遠い世界の大気の本当の特徴を生み出すグローバルなアプローチを持ちたいと思っています」とベンジャフェルは言いました。

この研究の目標の1つは、天文学者が他の星を周回する惑星にそれをどのように適用できるかを見ることです。それをエキソリングの検索と呼んでください。研究の結果は、2023年3月30日に惑星科学ジャーナルに掲載された論文に掲載されました。