画像クレジット：NASA
フランスとアメリカの天文学者のチームがイオの大気中に塩（NaCl）の存在を発見しました。イオの大気は数年前から研究されており、最初はボイジャー宇宙船によって詳細に観察されましたが、古き良き「食用塩」が含まれていることが発見されたのはこれが初めてです。
木星の月Ioの大気は、太陽系の最も特異なものの1つです。 1979年に、Voyager宇宙船は衛星の表面で活発な火山活動（図1左）を明らかにし、局所的な希薄なSO2大気を発見しました。 1990年以降、IRAM（フランス-ドイツ-スペインの望遠鏡）で取得されたミリ波観測とHSTによるUV観測は、この大気のより詳細な説明を提供しました。典型的な表面圧力は約1ナノバールで、太陽系では独特の方法で、大気は強い水平変動を示し、明らかに赤道帯に集中しています。主な大気化合物はSO2、SO、S2です。大気はおそらく一方では直接的な火山出力によって、他方ではイオの表面を覆うSO2氷の昇華によって生成されます。
しかし、イオの大気が他の化学種を含んでいるに違いないということは長い間疑われてきました。早くも1974年に、可視化されたイメージングと分光法により、イオの軌道をほぼ中心としたナトリウム原子の「雲」が明らかになりました（図1右）。この雲の詳細なその後の研究は、分子イオン（NaX +）の役割が証明された生成のための、特に「高速ナトリウム」機能を含む複雑な構造を示しました。これらの発見は自然にイオの環境におけるナトリウムの起源の問題を提起しました。 Naの発光の明るさから、約1026〜1027のナトリウム原子が毎秒Ioを離れると推定できます。
1999年に、原子状およびイオン化した形の塩素がイオウ周辺で発見され、その存在量はナトリウムに匹敵します（Naの宇宙化学的存在量はClの約15倍です）。これは共通の起源を示唆しており、NaClは両方の自然なもっともらしい親です。同時に、熱化学平衡計算に基づいて、NaClはイオの火山マグマの重要な化合物であると提案され、SO2と比較して数パーセントの高さで存在しています。
これらの発見と予測に基づいて、2002年1月にパリ天文台のE. Lellouchとフランスとアメリカの数人の同僚がIRAM 30 m電波望遠鏡で観測キャンペーンを実施しました。検出されました（図2.）。この塩の蒸気圧は完全に無視できるため、NaClはIoの表面と昇華平衡になり得ず、その存在は連続的な火山出力から直接生じる必要があります。それは、マイナーな兵器圏種のようです。最も説得力のある物理モデルは、NaCl大気がSO2よりも局所化されていることを示しています。これは、寿命が非常に短いため（せいぜい数時間）、おそらく火山の中心に制限されているためです。このモデルの局所NaCl存在量は、SO2の0.3〜1.3％で、予測よりも大幅に低くなっています。線の強さから、（2-8）x1028 NaCl分子/秒の火山放出率を導き出すことができます。光化学モデルと脱出モデルによると、これらの分子のごく一部のみがIoから脱出しています（約0.1％）。やや多い量（1〜2％）では、NaとClに光分解された後、Ioは原子状のままになります。火山から放出されたNaCl分子の大部分は表面に落ち、そこで凝縮し、イオの地形の一部の白色の原因となる可能性があります。結論として、NaClはイオの環境でナトリウムと塩素の重要な供給源を提供しているようです。ただし、NaX +分子イオンの正確な化学的性質はまだ解明されていません。
元のソース：パリ天文台ニュースリリース
