木星の3,000マイルに及ぶジェット気流がNASAの科学者を驚かせた理由

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）で撮影された新しい画像で、木星とそのダイナミックな大気が再びクローズアップされる準備が整った。科学者たちは望遠鏡のデータを使い、これまで捉えられなかった新しい高速ジェット気流を発見した。ジェット気流は木星の赤道上、主雲層の上に位置し、カテゴリー5のハリケーンの2倍の速度で流れ、3,000マイル以上に及ぶ。この発見は、10月19日付けのNature Astronomy誌に掲載された研究で説明されている。

[関連:このホットジュピター系外惑星は意外にもスーパーアースと共存している。]

木星は太陽系最大の惑星で、その大気には地球を飲み込むほどの大きさを持つ悪名高い大赤斑など、非常に目に見える特徴がいくつかあります。木星は常に変化しており、この巨大ガス惑星には科学者が解明しようとしている謎がまだ残っています。NASA によると、ジェット気流の新たな発見は、木星の有名な乱気流の層が互いにどのように相互作用するかを解明するのに役立つとのことです。現在、JWST は科学者が木星のさらに奥深くまで観察し、巨大な嵐やアンモニア氷雲が存在する木星の大気の下層と深層の一部を見るのに役立っています。

「これは私たちにとってまったく驚きの出来事でした」と研究の共著者リカルド・ウエソ氏は声明で述べた。「これまで木星の大気圏でぼんやりとしたもやとして見てきたものが、今では惑星の高速自転とともに追跡できる鮮明な特徴として現れています」ウエソ氏はスペイン、ビルバオのバスク大学の天体物理学者だ。

研究チームは、2022年7月に取得されたJWSTの近赤外線カメラ（NIRCam）のデータを分析した。早期公開科学プログラムは、4つの異なるフィルターで10時間間隔（木星の1日）で木星の画像を撮影するように設計された。各フィルターは、木星の大気のさまざまな高度にある小さな特徴のさまざまな種類の変化を検出した。

撮影された画像は、赤外線で木星の大気を映し出している。ジェット気流は、木星の赤道上、つまり中心に位置している。明るい白い点や筋が複数あるが、これはおそらく、凝縮した対流嵐の非常に高度の高い雲の頂上である。木星の北極と南極には、赤く見えるオーロラが点在し、木星の高高度まで広がっている。

「地上のさまざまな望遠鏡、NASAのジュノーやカッシーニなどの宇宙船、NASAのハッブル宇宙望遠鏡が木星系の変化する気象パターンを観測しているが、ウェッブ氏はすでに木星の環、衛星、大気に関する新たな発見を提供している」と、研究の共著者でカリフォルニア大学バークレー校の天文学者イムケ・デ・ペイター氏は声明で述べた。

新たに発見されたジェット気流は時速およそ320マイルで移動し、木星の下部成層圏の雲上約25マイルに位置している。研究チームは、JWSTが高高度で観測した風とハッブル宇宙望遠鏡が深層で観測した風を比較した。これにより、高度に応じて風速がどれだけ変化し、風のせん断が生じるかを測定することができた。

[関連:木星は小さな環を形成しましたが、その理由には説得力のある説明があります。]

研究チームは、木星のさらなる観測により、ジェット機の速度と高度が時間とともに変化するかどうかを判断したいと考えている。

「木星の赤道成層圏は、これらの波長で測定された雲やもやの風よりも上空にあり、風と気温のパターンは複雑だが再現性がある」と、研究の共著者で英国レスター大学の惑星科学者リー・フレッチャー氏は声明で述べた。「この新しいジェットの強さがこの成層圏の振動パターンに関係しているなら、ジェットは今後2～4年で大幅に変化すると予想される。今後この理論を検証するのは本当に楽しみだ」