eso0908 – Science Release
2 March 2009
ESO の Very Large Telescope を使って、小惑星冥王星の大気に関して新しい知見を得ることに成功しました。 その結果、冥王星の大気には予想外に大量のメタンが含まれていることがわかり、また大気は地表よりも40度ほど高温ですが、それでも摂氏マイナス180度という極寒の地であることがわかりました。
「大気中に大量のメタンが存在することで、冥王星の大気がなぜこれほど暖かいのかが明らかになりました」と、この結果を報告した論文の主執筆者エマニュエル・ルルーシュ氏は言います。 太陽からの距離が地球の平均の約40倍であるため、表面温度は摂氏マイナス220度という非常に寒い世界です！
また冥王星には、ほとんどが窒素で、微量のメタンとおそらく一酸化炭素の薄い包囲からなる、弱い大気があることが1980年代から知られています。 冥王星は248年の公転軌道の間に太陽から遠ざかり、その大気は徐々に凍結して地上に降り注ぐ。 現在のように太陽に近い時期には、冥王星の固体表面の温度が上昇し、氷がガスに昇華します。
最近まで、冥王星の大気は上部だけが研究されていました。 その結果、冥王星の大気は表層より50度ほど温度が高く、マイナス170度であることを突き止めたのです。 しかし、この観測では冥王星の表面付近の気温や気圧を知ることはできませんでした。 しかし、ESOの超大型望遠鏡に搭載されたCRIRES（Cryogenic InfraRed Echelle Spectrograph）による独自の観測により、上層大気だけでなく大気全体の平均温度がマイナス180度で、地表よりも「ずっと熱い」ことが明らかになったのです。
地球の大気とは対照的に、冥王星の大気の大部分（全部ではないにしても）は温度逆転を起こしており、上空を見れば見るほど温度が高くなります。 気温の変化は、1kmあたり3〜15度である。
「CRIRESによって、地球の5倍も小さく、太陽系の果てにある天体で、地球の10万倍も希薄な大気中のガスの痕跡を精密に測定できたと思うと、とても興味深いです」と共著者のHans-Ulrich Käufl氏は述べています。 「CRIRESとVLTの組み合わせは、冥王星の周りを回る高度な大気研究衛星のようなものです」
冥王星の表面がとても冷たいのは、冥王星の大気の存在と関係があり、表面の氷が昇華するためです。汗が皮膚の表面から蒸発して体を冷やすように、この昇華が冥王星の表面を冷やす作用があるのです。 この点で、冥王星は、太陽に近づくと氷が昇華してコマや尾が生じる彗星と共通する性質があります。
またCRIRESの観測から、冥王星の大気ではメタンが2番目に多く、分子の半分を占めていることがわかりました。 「このような大量のメタンが、大気中の加熱プロセスで重要な役割を果たし、大気温度の上昇を説明できることを示すことができました」と、ルルーシュは言います。
冥王星の大気の特性を説明できる2つの異なるモデルがあります。 ひとつは、冥王星の表面が薄いメタンの層で覆われていて、それが窒素の霜の昇華を抑制しているとするものです。 この2つのシナリオを区別するためには、冥王星が太陽から遠ざかるにつれて、さらなる研究が必要です」と、ルルーシュ氏は言います。 「そしてもちろん、NASAの探査機ニューホライズンズが2015年に矮小惑星に到達すれば、さらに多くの手がかりを与えてくれるでしょう」
注
惑星の大気圧は地球の約10万分の1、つまり約0.これは、太陽放射が地表を暖め、その結果、地表の真上にある大気層が暖められるため、大気が下から暖められることが主な理由である。 しかし、ある条件下では、この状況が逆転し、地表付近の空気はより冷たくなる。 気象学者はこれを逆転層と呼び、スモッグの蓄積の原因となる。
詳細
E. Lellouch et al. 2009, A&A, in press, Pluto’s lower atmosphere structure and methane abundance from high resolution spectroscopy and stellar occultations.
チームは、E. Lellouch, B. Sicardy, and C. de Bergh (Observatoire de Paris, France), H. U. (H.-U.), H. D. (H. D.), H. (H. D.), L. (H. D.) で構成されています。 Käufl (ESO)、S. Kassi and A. Campargue (Université Joseph Fourier, France)です。
連絡先
Emmanuel Lellouch
Observatoire de Paris
Paris, France
Tel: +33 1 450 77 672
Email.Tel: +33 1 450 77 672
Emmanuel Lellouch1497 [email protected]
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