木星の氷の海の世界は将来、クールな旅行先になるかもしれない

JUICE が活動を開始する時が来た。欧州宇宙機関の木星 ICy 衛星探査機は昨日、アリアン 5 ロケットで打ち上げられ、太陽系全体で最も大きな 3 つの衛星、エウロパ、ガニメデ、カリストを調査するために木星系への 8 年間の旅を開始した。

2024年10月に打ち上げられるが、JUICEより1年早く目的地に到着するNASAのエウロパ・クリッパーと合わせて、このミッションは、NASAのガリレオ探査機が1995年と2003年にこの巨大ガス惑星を訪れて以来初めて、木星の氷衛星のクローズアップ画像を得ることになる。

「ガリレオ探査の結果、エウロパの地下に海があることが分かりました」と、スミソニアン国立航空宇宙博物館地球惑星研究センターの地質学者研究員エミリー・マーティン氏は言う。ガリレオの発見は、いわゆる「海洋世界」への関心を呼び起こした。海洋世界とは、表面の厚い氷の下に液体の水があり、太陽系内の地球外生命を探すのに最適な場所かもしれない場所だ。ガニメデとカリストも海洋世界である可能性が高い。

[関連: 天文学者、木星を周回する衛星をさらに12個発見]

ガリレオは、あまり知られていない兄弟衛星の画像をいくつか撮影したものの、当初の計画ほど表面を分析することはできなかった。大量のデータを送るのに必要な高利得アンテナが完全に展開されなかったため、宇宙船は最初から足止めされていた。その結果、JUICEが2031年に木星に到着すると、ガニメデとカリストの初めての真の高解像度の研究を開始し、エウロパ・クリッパーが収集したエウロパのデータに追加されることになる。JUICEは、レーザー高度計を使用して3つの衛星すべての詳細な地形図を作成し、磁場と重力場の測定値とレーダーを使用して内部構造を調査する。

「ガリレオは偵察をしました」とマーティンは言う。「そして今度はJUICEが戻って、本当に深く掘り下げるのです。」

木星の衛星には水がありますか？

木星の衛星といえば、おそらくエウロパだろう。氷に覆われたこの衛星の地下海は、SF小説や映画の焦点となってきた。しかしマーティン氏は、JUICEがカリストで何を発見するかに特に期待している。木星で2番目に大きい衛星で、エウロパやガニメデよりも外側を周回している。地質学的には活動が活発ではなく、分化していない可能性がある。つまり、カリストの内部は、他の惑星や衛星で見られる地殻、マントル、核の層に分離していないということだ。

目立たない存在ではあるものの、ガリレオ探査機から得られたデータによると、カリストにはエウロパやガニメデのような液体の海が存在する可能性がある。それがどのようにして可能になるのかを理解し、カリストの内部が実際にどのような様子なのかを知ることで、宇宙研究者は木星のすべての衛星がどのように進化したのかをより深く理解できるかもしれない。

「ある意味で、カリストは原始的なガニメデです」とマーティン氏は言う。

火星の次に何が来るでしょうか？

カーネギー科学研究所の天文学者スコット・シェパード氏によると、興味深いのはカリストの内部だけではない。カリストは木星の巨大な磁場に閉じ込められた強烈な放射線帯の外側を周回する唯一の大型衛星であり、その放射線は宇宙船の電気機器や人間の探検家を同様に焼き尽くす可能性がある。「人類が木星の衛星の1つに基地を建設するなら、カリストが間違いなく第一候補となるでしょう」とシェパード氏は言う。「太陽系外縁部への入り口となる衛星となる可能性があります」

JUICE はエウロパ、カリストを通過し、その後太陽系最大の衛星であるガニメデの周回軌道に入る。直径は約 3,270 マイルで、直径 2,578 マイルの水星よりも大きい。

ウィートン大学の地質学、物理学、天文学の教授であるジェフリー・コリンズ氏は、このミッションのガニメデ探査に最も興奮していると語る。「このような惑星を周回するのは初めてなので、発見するものにきっと驚かされるでしょう。」

ガニメデの凍った殻の下に液体の水の海があるとしたら、その地殻はどれくらい深いのか、また、その地下の海は巨大な一つの水槽なのか、それとも氷や岩石のマントルで層になった液体なのか。JUICE は、科学者にこれらの疑問に対する本当の答えを与える最初のミッションとなるでしょう。

「JUICE によって、20～30 年前に火星について理解できたレベルにガニメデを到達できたとしても、それは現在の知識からすると大きな飛躍となるでしょう」とコリンズ氏は言う。「これは教科書を書き換えるようなものになるでしょう」

[関連: 謎のマグマ海が太陽系で最も火山活動が活発な世界にエネルギーを与えている可能性]

JUICE がガニメデとカリストから集めた手がかりは、木星とその氷の衛星以外にも応用できる可能性がある。マーティン氏によると、それらの手がかりは、太陽系からさらに遠くを見たときに何が期待できるかについて、より多くのことを教えてくれるという。

「これはさまざまな種類の海洋世界のシステムを文脈化しており、太陽系外惑星システムにもさらに広範な影響を及ぼします」と彼女は言います。「太陽系内の海洋世界のシステムの違いと類似点を理解すればするほど、他の太陽系で発見され続けている惑星システムを理解する準備が整います。」