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木星の衛星「エウロパ」は暗闇でも光る!

2020年11月11日(水)18時00分
松岡由希子

木星からの高エネルギー荷電粒子とエウロパの表面の相互作用で「光る」 NASA/Jet Propulsion Lab-Caltech/SETI Institute

<木星の衛星「エウロパ」は、エウロパは太陽光が届かない夜でも明るく光る可能性があることがわかった......>

木星の衛星「エウロパ」は、月よりもわずかに小さく、主に水氷でできた地殻を持つ。その地表下には氷殻に覆われた水の海が存在するとみられ、その海に地球外生命が存在する可能性があると唱えられてきた。

アメリカ航空宇宙局(NASA)ジェット推進研究所(JPL)の研究チームは、実験室でのシミュレーションにより、エウロパは太陽光が届かない夜でも明るく光る可能性があることを初めて示した。一連の研究成果は、2020年11月9日、学術雑誌「ネイチャーアストロノミー」で発表されている。

木星からの高エネルギー荷電粒子がエウロパの表面と相互作用

エウロパの表面の氷は、水と硫酸マグネシウム、塩化ナトリウムといった塩で組成されている。木星には強い磁場が存在することから、エウロパの表面には木星から荷電粒子(電荷を持つ粒子)が昼夜問わず降り注ぎ、木星からの高エネルギー荷電粒子が氷や塩分の豊富なエウロパの表面と相互作用して、複雑な物理的かつ化学的プロセスをもたらすと考えられている。

研究チームは、エウロパの表面の氷を模した独自の実験用氷室「ICE-HEART」を米メリーランド州ゲイザースバーグの高エネルギー電子線照射施設に持ち込み、高エネルギーの電子線をこれに照射して、高エネルギー荷電粒子の放射とエウロパの表面との相互作用をシミュレーションする実験を行った。

その結果、電子線にさらされると氷が特徴的な分光シグネチャを発し、氷の組成を変えると、照射への反応も変化し、それぞれ特有の光を放った。その光は、肉眼でやや緑色に見えることもあれば、青や白っぽく見えることもあり、組成物によって光度も変化する。塩化ナトリウムや炭酸塩があると光度が著しく低下し、瀉利塩が多いと光度が高まった。

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高エネルギー荷電粒子の放射とエウロパの表面との相互作用をシミュレーションした...... Gudipati-Nature Astronomy, 2020

放射線が降り注いでいるから、エウロパは暗闇でも光る

研究論文の筆頭著者でジェット推進研究所のムールティ・グディパティ博士は「木星からの放射線がなければ、エウロパは、月と同様に、太陽光が届かない夜は暗くなるだろう。放射線が降り注いでいるから、エウロパは暗闇でも光るわけだ」とし、「エウロパの光から、エウロパの表面の組成にまつわる情報が得られる可能性がある。この組成がどのように変化しているかが、エウロパが生命体に適した条件を備えているかを探る手がかりになるかもしれない」と期待を寄せている。

アメリカ航空宇宙局では、2020年代半ばに、エウロパの探査機「エウロパ・クリッパー」を立ち上げ、木星を周回しながら、複数回にわたってエウロパの近傍を通過し、その表面を観測する計画だ。

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