2005年、NASAのカッシーニ宇宙船は、エンケラドスが水蒸気と氷の噴水をかき鳴らしている素晴らしい景色を見せてくれました。現在、エンケラドスは、親惑星の化学に大きく貢献していることが知られている太陽系の唯一の月として、再び脚光を浴びています。
今年の初めに、ESAはハーシェル宇宙天文台が土星の周りにエンチェラドゥスに由来すると思われる巨大な水蒸気のトーラスを観測したと発表しました。全長は約60万キロ、深さは約6万キロですが、その大きさ以上に、土星の上層大気に水を加えているようです。蒸気は可視波長では検出できないため、この観察はハーシェルスコープの発見でした。
「ハーシェルは、私たち自身の太陽系の惑星から数十億光年離れた銀河まで、すべてについて劇的な新しい情報を提供しています」と、カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所のNASAハーシェルプロジェクトサイエンティスト、ポールゴールドスミスは述べました。
ハーシェルの赤外線観測は新しいものですが、土星の周りの蒸気トーラスの兆候はそうではありません。 NASAのボイジャーとハッブルミッションは、過去に天文学者に手がかりを与えていました。 1997年、欧州宇宙機関の赤外線宇宙天文台は土星の大気中の水を引用し、2年後にNASAのサブミリ波天文学衛星が再びそれを確認しました。しかし、この確認はパズルに追加されました。土星の低い雲のレベルで見つかった水は、より冷たくて上部のデッキを超えて上昇することはできませんでした…では、水はどこから来たのですか答えはハーシェルの観察といくつかの非常に鋭敏なコンピュータモデリングの形でもたらされました。
「驚異的なのは、長いモデルのクラウドモデルの1つの反復であるモデルが、観測の知識なしに構築されたことです。」コロラド大学のボルダー大気圏物理研究所に現在所属しているJPLの最近のポスドク研究者であるティムキャシディは言います。 「この小さなモデリングコミュニティの私たちの誰もが、確立された物理学とともに、カッシーニ、ボイジャー、ハッブル望遠鏡からのデータを使用していました。トーラスのこのような詳細な「イメージ」を期待していなかったため、モデルとデータの一致は驚きでした。」
これらのシミュレーションを通じて、研究者たちは、トーラス内の水の多くが単に空間に失われ、一部は重力によって引き戻されて土星の環に物質を追加すると仮定しました。しかし、最も興味深いのは土星の雰囲気に戻ったのは3〜5％です。そこにはどれだけの水蒸気がありますか？カッシェルの宇宙船に搭載されたハーシェルと紫外イメージングスペクトログラフ（UVIS）の両方の情報を組み合わせたおかげで、エンケラドスから毎分約12,000キロが放出されていることがわかりました。年間でどれだけの合計になるか想像できますか…！
「2009年と2010年のトーラスのハーシェル測定とクラウドモデルを使用して、エンケラドスからの水蒸気の発生率を計算することができました」とキャシディは言いました。 「これは、まったく異なる方法を使用したUVISの結果と非常によく一致しています。」
アリゾナ州ツーソンにある惑星科学研究所のカッシーニUVIS科学チームのメンバー、キャンディハンセンは、「エンケラドスを離れる水を見ることができ、最終生成物-原子状酸素-を土星系で検出できます。」と述べた。それまでの間どこに行くかを追跡します。」
小さなパーセンテージは、いくつかの非常に大きな数になり、トーラスからの水分子は、水素と酸素を提供することにより、土星の大気に大きな影響を与えます。
「水がトーラス内で滞留すると、水分子が解離するプロセスの影響を受けます」とハンセン氏は、「最初に水素と水酸化物に、次に水酸化物が水素と原子状酸素に解離する」と語った。この酸素は土星系を通して分散されます。 「カッシーニは、軌道挿入に入る前に、土星へのアプローチで原子状酸素を発見しました。当時、それがどこから来たのか誰も知りませんでした。今はそうです。」
私たちが太陽系とその内部の仕組みについて何か新しいことを学ばないことはほとんどありません。ハーシェル宇宙天文台のような観測とカッシーニホイヘンスのようなミッションのおかげで、美しさの背後にあるダイナミクスと、小さなプレーヤーが大きな役割を果たすことができる方法をさらに理解することができます。
「この小さな月のエンケラドスが土星に与える大きな影響とその環境は驚くべきものです」とハンセンは言いました。
元のストーリーソース：JPLニュースリリース。
