ハッブル宇宙望遠鏡が太陽系最大の衛星の水蒸気を観測

木星の氷の衛星ガニメデは、すでに太陽系最大の衛星という栄誉を誇っています。大きさは地球の約 40% です。現在、天文学者たちは、ガニメデが大気中に水蒸気が存在するという、もう一つの偉業を成し遂げていることを発見しました。

[関連: NASA のジュノー探査機が木星最大の衛星の印象的なクローズアップ画像を撮影]

科学者たちは、修理されたばかりのハッブル宇宙望遠鏡から得られた新しいデータとアーカイブデータの両方を分析し、ガニメデの大気に関するこれまでの仮定が間違っていたことに気づいた。1998年にNASAの研究者らが同衛星の大気の紫外線画像を撮影したところ、オーロラ帯として知られる帯電したガスの帯が明らかになった。当時の科学者たちは、そのパターンは酸素によるものだと考えていた。

それから20年後、研究者たちはガニメデの大気に含まれる酸素がこれまで考えられていたよりもはるかに少ないことを知った。その知識とハッブルの新しい測定結果を組み合わせて、科学者たちは、それらのオーロラ帯は木星の衛星の大気中の水蒸気が下の氷の表面から昇華（または固体から直接気体へ変化）したものによるものだという結論に達した。この研究結果はNature Astronomy誌に掲載された。

「これは難しい測定であり、私たちの技術がうまくいったのは驚きだったが、我々はそこに水蒸気が存在すると予想していた」と、サウスウエスト研究所の宇宙物理学および計測学大学院プログラムの教授で、研究の共著者であるカート・レザーフォード氏は述べた。

レザーフォード氏は、欧州宇宙機関が計画している木星氷衛星探査（JUICE）ミッションの副主任研究員でもある。同ミッションは、ガニメデを含む木星の3大衛星を少なくとも3年間観測する。同ミッションは2022年に打ち上げられ、2029年に木星に到着する予定だ。

「多くの[JUICE]実験は、最終的にはガニメデの海にどれだけの液体の水があるか、ガニメデは居住可能な惑星であるかどうか、そこにある液体の水が生命を支えられるかどうかを理解しようとするものです。」

これまでの研究によると、ガニメデには地球上のすべての海を合わせたよりも多くの水が含まれている可能性がある。しかし、この衛星の表面温度は非常に低いため、液体の水を見つけるには地殻の下100マイルまで潜らなければならない。

この水蒸気の確認は、ESAの今後のガニメデ訪問に向けた刺激的な前兆であり、科学者らがJUICEミッションのために計画している実験をさらに改良するのに役立つだろうとレザーフォード氏は語った。

「ガニメデの地下水環境を探すというJUICEミッションの全体的な目標にとって、これは非常に喜ばしいことです。これは、測定精度の向上に役立ちます。また、表面から放出されるガスの組成を感知する質量分析計にどのくらいの物質が取り込まれているかもわかり、ガニメデが何でできているかを理解する助けにもなります。」