冥王星の衛星カロンに謎の黒い領域

ニューホライズンズから届いた画像が科学者たちを興奮させている

2015.07.16
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冥王星の最大の衛星カロンの極地方の暗さとひび割れた表面は、ニューホライズンズの研究チームを驚かせた。(PHOTOGRAPH BY NASA-JHUAPL-SWRI)
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 NASAの探査機「ニューホライズンズ」が冥王星に最接近した際に撮影した画像の一部が公開された。

 冥王星の赤道付近を撮影した画像からは、まだ地質活動があるように見える地表と、高さ3500mほどの氷の山々が見てとれる。この氷は、メタンや窒素ではなく水が凍ったものだ。冥王星の5つの衛星についても、ひときわ大きい衛星カロンの詳細な画像と、小さな衛星ヒドラの最初の画像が公開された。一連の写真は、氷の天体に関するこれまでの理解に早くも疑問を投げかけている。「冥王星系のすばらしさに驚嘆しました」と、ニューホライズンズの主任研究者アラン・スターン氏は語る。

 7月14日、ニューホライズンズは冥王星系を猛スピードでフライバイ(接近通過)し、最接近時には冥王星から約13000kmのところまで迫った。(参考記事:「冥王星“接近通過”をめぐる10の疑問に答える」

 無事に冥王星系を通過した探査機は、これから16カ月かけて膨大な量のデータを地球に送信し、研究チームがそれを解析することになる。現地時間7月15日午前5時50分に届きはじめた観測データには、冥王星とカロンの大気や組成のほか、4つの小さな衛星に関する情報が含まれている。

冥王星の表面に高さ3500mほどの氷の山々が見つかった。(PHOTOGRAPH BY NASA-JHUAPL-SWRI)
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地表は現在も活動中?

 先日公開された画像を見ると、冥王星はまだら模様のあるベージュ色の天体だ。色合いだけは火星に近いかもしれないが、太陽系のほかのどの惑星にも似ていない(なお、今回の探査により、冥王星が従来の推定より大きいことも明らかになった)。

 冥王星の表面がどうなっているかは発見から85年にわたる謎だったが、きわめて独特であることが分かった。表面の様子は場所によって大きく異なり、つるりと滑らかな場所もあれば、でこぼこした場所もあった。地表の一部を撮影した新しい画像では、冥王星で地質活動が続いている可能性を示唆する比較的新しい表面と、高くそびえる山々が確認できる。

 研究チームのジョン・スペンサー氏は、「この画像には衝突クレーターが1つも見当たりません」と指摘する。「冥王星には、周囲のカイパーベルトにある太陽系外縁天体がたえず衝突しています。天体が衝突すればクレーターができますが、画像の領域にはクレーターが1つもありません。この領域は、できてから1億年未満の若い土地なのだと思います。冥王星には今でも地質活動があるのかもしれません」。

ハートの謎

 冥王星の表面は、場所により明るさも違っている。赤道付近には非常に明るいハート形の領域があり、研究チームは非公式に「トンボー領域」と呼んでいる。1930年に冥王星を発見したクライド・トンボー氏にちなんだ名前だ。

「ハートは非常に遠いところからも見えていました」とスターン氏は言う。「私たちに合図するように輝いていました。近くから見ても、冥王星で最も明るく、最も顕著な特徴だったので、この名で呼びたいと思ったのです」。

 ハートの両側には非常に暗い領域があり、この部分もよく目立つ。また、ハートは半分ずつ別々の成分からできているようだが、全体の地質学的特徴はまだ解明できていない。

 研究チームのメンバーである米ローウェル天文台のウィル・グランディー氏は、「2つの領域が同じような明るさになっているのは偶然の一致でしょう」と言う。

 冥王星のハートは滑らかそうで、スペンサー氏の言葉を借りれば「信じられないくらい特徴がない」が、その理由も不明である。ここで起きていることを解明するには、境界部分を調べればよい。滑らかな領域の高度が、ほかの領域に比べて高くなっているのか低くなっているのかも明らかになるだろう。(参考記事:「科学者が予測する冥王星「3つの風景」」

「冥王星の表面が複雑で魅力的であることは予想していましたが、ここまですごいとは思っていませんでした」とグランディー氏は言う。「科学者は全員、期待に胸を躍らせています」。

見つめ合い踊る二つの星

 異常に大きな衛星カロンについても新たな発見があった。
「冥王星とカロンの見た目は大きく違っています」とスターン氏は言う。「今回の観測は、その違いの大きさを明らかにするものです」。

 冥王星とカロンは連星系を作っていて、宇宙空間の共通重心のまわりを互いに公転し、見つめ合いながら宇宙のダンスを踊っている。カロンが興味深い天体であることをよく知る科学者たちも、今回ニューホライズンズが送ってきた写真には驚かされた。(参考記事:「冥王星の「踊る」衛星を発見、ハッブル望遠鏡」

 副プロジェクトサイエンティストのキャシー・オルキン氏は、「小さな天体に、深い峡谷や地溝、崖、それに謎めいた暗い領域があるのが分かります」と説明する。「たった1枚の画像の中に、科学的に興味深い現象をいくつも見てとることができます」。

謎の黒い領域「モルドール」

 カロンの極地方には得体の知れない暗い領域があるが、この領域は冥王星から逃げ出してきた物質からできている可能性がある。研究チームのメンバーはこの領域を非公式に「モルドール(訳注:トールキンの小説『指輪物語』に登場する冥王サウロンの王国で、『黒の国』という意味)」と呼んでいるという。

 カロンの表面にはひび割れがあり、なかには深さ8~10kmという巨大なものもある。科学者たちはこれまでカロンの表面は古く、クレーターだらけだろうと予想していたが、そうではなかった。クレーターがまばらにしかない表面は驚くほど新しく、冥王星と同様、カロンにもまだ地質活動がある可能性を示唆している。

 科学者は、カロンは原始冥王星に巨大な天体が衝突したときに形成され、衝突の際に飛び散った破片が融合して4つの小さな衛星ニクス、ヒドラ、ケルベロス、ステュクスが誕生したと考えている。

 今回初めてヒドラの姿が捉えられた。画像でもまだ何か分からない塊をモザイク加工したようにしか見えないが、研究チームはヒドラの大きさを43kmと推定することができた。

 プロジェクトサイエンティストのハル・ウィーヴァー氏は、「ヒドラの表面積は意外に大きい」と言う。「ヒドラの表面は、主に水が凍った氷からできていると考えられます」。

 冥王星の4つの小さな衛星は、コマのように規則的に自転せず、カオス的に軌道上をごろごろ転がっている。冥王星系は、惑星系を小さくしたような複雑な系なのだ。科学者たちは、冥王星の秘密を解き明かすことで、惑星系が形成され、進化する過程の理解を深めたいと考えている。


文=Nadia Drake/訳=三枝小夜子

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