薄くて巨大、探査機ジュノーが明らかにする木星の中心核

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© Astrobiology Center

NASAの木星探査機ジュノーからのデータは木星の謎について新しい見解を科学者たちにもたらしています。

Natureに掲載された最近の研究によると、木星の中心部にある核(コア)は地球のような高密度の重金属ではなく、木星の半径ほどにまで広がった引き延ばされた薄いコアである可能性があります。

木星は、地球や金星、水星のような岩石惑星とは違い、気体で構成されたいわゆる“ガスジャイアント”として知られていますが、その中心核には岩石を主体とした成分が存在すると考えられています。

しかしジュノーの重力場に関するデータは、木星のコアが当初考えられていたものよりも遥かに大きく密度が低い可能性を示唆していました。

 

科学者たちは木星のコアが薄く引き伸ばされている原因を探るべく、コンピューターを使った惑星衝突シミュレーションを行いました。

そこで明らかになったのは、誕生当時の木星に大きな惑星が衝突したという事実でした。

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地球の10倍サイズの惑星が衝突し薄くて巨大なコアができた

 

探査機ジュノーと木星 Credits:NASA/JPL-Caltech

 

ジュノーの木星の重力に関するデータを元に惑星衝突シミュレーションを行った結果、木星のコアが薄く引き伸ばされるためには巨大な別の惑星が衝突する必要があることがわかりました。

木星の従来のコアを破壊するために必要な惑星の大きさは地球の10倍ほどです。

 

地球の10倍もある惑星によって破壊されたコアは、木星の上層部へ拡散されヘリウムや水素と混ざり合います。

そうしてできたのが木星の半径ほどもある巨大で薄いコアです。

研究著者でチューリッヒ大学の天体物理学教授であるラビット・ヘレド氏は、木星には元々小さなコアがあったが、それらは初期の惑星衝突によって破壊され“ファジー”なコアへと変化したと述べます。

 

これはコアがおそらく岩石と氷で作られているだけでなく、水素とヘリウムと混合されていることを意味しています。

 

木星はその巨大さから現在でも太陽系に紛れ込んだ彗星や小惑星を引き寄せていますが、太陽系が形成された当時の宇宙には今よりも多くの物体が飛びかっていました。

研究著者でライス大学の天文学者であるアンドレア・イセラ氏は、太陽系が若い混沌の時期に木星はより多くの物体を引き寄せていたと語り、現在の木星のコアがこの時期の惑星衝突によってできたものだとしています。

 

一方この“ファジーな木星のコア”の形成理由について懐疑的な見方をする科学者もいます。

ジュノーのミッションリーダーであるスコット・ボルトン氏は、惑星衝突以外のシナリオも検討する必要があると考えています。

ボルトン氏は、木星のファジーなコアの形成理由は、初期の木星が形成される際に重元素とガスとが混ざりあったことや、コアが形成される際の攪拌プロセスなどによっても説明できるとしています。

 

いずれにしても木星のコアに関する研究は進行中の作業です。

科学者たちは、木星のコアが太陽系誕生時から現在までの45億年間ずっとそのままだったのか、もしくは途中で別の進化を遂げたのか、さらなる調査をしたいと考えています。

また惑星衝突によってコアが別の形になったという事実は、他の惑星――例えば地球と月(地球に衝突した惑星が月になったといういわゆる“ジャイアントインパクト説”)、水星(太陽系の惑星の中で最も鉄の含有率が高い)、天王星(自転軸が98度傾いている)などについての新しい考え方につながる可能性があります。

 

 

 


 

2016年に木星の軌道に入り観測を始めたジュノーは、2021年まで活動しデータを地球に届ける予定になっています。

今後もジュノーの観測によって木星の謎に満ちたベールが剥がされていくことでしょう。

 

 

 

References:ScienceNews,アストロバイオロジーセンター

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