8 つの主要な惑星の周りを周回している確認された衛星は 450 以上ありますが、科学界の関心を呼び起こす独自の科学的価値、特に私たちが知っている生命が存在する可能性を提供する衛星はそのうちのほんの一握りです。これは、木星のエウロパやガニメデ、土星のエンケラドゥスなど、氷の地殻の下に存在する地下海洋によるものです。しかし、これらの地下海洋の生成にはどのようなプロセスが関与しているのでしょうか?あるいは、そもそもその形成を妨げている可能性もあるのでしょうか?
現在、NASA、サウスウェスト研究所（SwRI）、イスラエルのワイツマン科学研究所の国際科学者チームが、この難問の解決に一歩近づいているかもしれない。最近『Nature Astronomy』誌に発表された研究結果では、研究者らはコンピューターモデルを使用して、太陽系全体の氷の衛星の地下海洋の形成と進化に大きな衝撃がどのような影響を与えるかについての長年の知識不足に対処した。
研究者らは、土星と天王星の小さな衛星に焦点を当て、土星にはエンケラドゥス、タイタン、ディオネとその潜在的に活動的な地下海洋が存在し、天王星にはティタニア、オベロン、アリエル、ウンブリエル、ミランダが存在する。これらすべての天王星の衛星には、活動中の地下海、または大昔に存在しその後凍結した海があるため、依然として議論が続いています。この研究の主な動機は、土星と天王星の周りを回るこれらの小さな衛星が元の衛星であるのか、それとも大きな天体への巨大な衝突の破片から形成されたのかを判断することでした。
衝突と海洋…停滞？
最終的に、研究者らは、大きな衝撃は新しい海洋世界の形成には影響せず、活動的な海洋のサイズとその寿命にのみ影響を与えることを発見しました。大きな衝突によって新しい海洋世界が形成されない理由は、氷と岩石が大量に混合するためであり、後者は氷が溶けて水になった直後に底に沈みます。この沈み込んだ岩石が海面の上昇を妨げ、海を凍結させます。
クレジット: NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/サウスウェスト研究所
「小さくて凍っていて、あまり興味深いことを何もしていない衛星を想像してみてください」と、SwRIの主任科学者であり、この研究の共著者であるアリッサ・ローデン博士は言う。 「何かを投げて大きな衝突を引き起こした場合、それは海を形成させるのに十分なエネルギーを提供するでしょうか? 私たちのモデルは、それが実際には信じられないほど難しいことを示しています。ほとんどの場合、小さな衛星は外乱を受けると海を失うか、そもそも海が形成されなくなる可能性があります。」
なぜオーシャンワールドなのか?
液体の水は地球上で生命が繁栄するまさにその理由であり、生命の細胞機能、代謝、生存の原動力となっています。成人の体の約 60% は水で構成されていますが、クラゲ (約 95% が水分) や草本植物 (約 90 ～ 95% が水分) など、多くの生物ではこの割合が高くなります。しかし、海洋哺乳類 (水分 50 ～ 60%) や昆虫 (水分 50 ～ 75%) など、一部の生物は水分の割合が低くなります。
この論文は土星と天王星の衛星、特に土星のエンケラドゥスとディオネに焦点を当てましたが、太陽系全体には他にもいくつかの潜在的な海洋世界が点在しています。これらには、木星のエウロパ、ガニメデ、カリスト、土星の最大の衛星タイタンと小さな衛星ミマス、準惑星冥王星、海王星のケレスとトリトンが含まれます。この研究で議論されている天王星の衛星は過去の海洋世界か現在の海洋世界かについて議論されているが、天王星を訪問する唯一のミッションは1986年1月に有名なフライバイを行ったボイジャー2号であり、現時点では近いうちに天王星を訪問するミッションは計画されていない。
代わりに、現在進行中のミッションと計画中のミッションの 2 つのミッションが、今後数年間にわたって NASA のヨーロッパ クリッパーと NASA のドラゴンフライの 2 つの海洋世界を探索する予定です。エウロパ・クリッパーは現在、2030年4月に木星に到着する予定のエウロパに向けて航行中で、主な目的はエウロパの居住可能性を判断することになる。 NASA の Dragonfly はクアッドコプターで、その主な任務は生命や水の化学的痕跡を探してタイタンの表面を「飛行」することであり、2028 年 7 月に打ち上げられる予定で、タイタン到着予定時刻は 2034 年と推定されています。
研究者らは今後数年、数十年で、大きな衝突が凍った月の海にどのような影響を与えるかについて、どのような新たな洞察を得るでしょうか?時間が経てばわかるでしょう。だからこそ私たちは科学を行うのです。
いつものように、科学を続け、上を向き続けてください。
