木星は小さな環を形成したが、その理由には説得力のある説明がある。

土星は太陽系で最も象徴的な環を誇っているが、環を持つ惑星は土星だけではない。今月初めにジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）から公開された画像により、木星の環が世界に垣間見えたが、木星の環は土星の環よりはるかに暗く、かすかだ。これまで天文学者たちは、なぜ木星の環がそれほど大きくないのか不思議に思っていたが、7月13日に公開された新しいプレプリント研究では、木星の衛星が原因かもしれないと示唆されている。

理論上、木星には大きな環があるはずだ。木星は太陽系で最大の惑星であり（土星が僅差で2番目）、この巨大ガス惑星がさらに多くの宇宙ゴミを引き寄せて、より大きく鮮やかな環を形成するのは当然だ。

「もし木星にそのようなものがあったら、木星は土星よりずっと近いので、我々にはもっと明るく見えるはずだ」と、カリフォルニア大学リバーサイド校の天体物理学者でこの研究の筆頭著者であるスティーブン・ケイン氏は大学のプレスリリースで述べた。木星が地球に最も近づくとき、天文学者の推定では木星は地球から約3億6500万マイル離れているが、土星は地球から約7億4600万マイルしか離れていない。

天王星と海王星にも、木星と土星と同様に環がある。しかし、高性能の望遠鏡がなければ見えるのは土星の環だけだ。ハッブル宇宙望遠鏡などの先行望遠鏡とは異なり、JWST は赤外線で宇宙を観測できるため、他の惑星のそれほど壮大ではない環も見やすくなる。

リングを研究することで、天文学者は惑星の歴史について洞察を得ることができ、そこでどのような衝突や出来事が起こったかを明らかにすることができます。土星の巨大なリングは、地球 27 個分の長さに及びます。リングは、惑星の重力によって引き寄せられ、引き裂かれた彗星、小惑星、衛星の数十億個の破片で構成されています。

科学者がリングを形成する物質の年代を計算できれば、宇宙ゴミの塊が近くの衛星から来たものか、それとも遠くのカイパーベルトから来た物体から来たものか推測できる。惑星リングの起源を知ることで、太陽系や宇宙がどのように始まったのかという疑問に答えられるかもしれない。

今回の研究では、著者らはコンピューターモデルを使って木星の軌道と木星の衛星4つ（ガニメデ、カリスト、イオ、エウロパ）の軌道をシミュレートした。天体物理学者らは、リングが形成されるのにどのくらいの時間がかかるかという情報も盛り込んだ。「木星のガリレオ衛星は太陽系最大の衛星の一つだが、大きなリングが形成されてもすぐに破壊してしまうことがわかった」と、発見者であるガリレオ・ガリレイの衛星に言及してケイン氏は述べた。

衛星は非常に大きいため、その強い重力により、木星の軌道に入ってきた氷は引き込まれるのではなく、放出される。研究チームは、この発見に基づき、研究開始時に当初想定していたように、木星が過去に大きな環を持っていて後に失われた可能性は低いと示唆している。

次のステップは、このシミュレーションを使って天王星の環を研究することだ。彼らが答えを知りたい疑問の 1 つは、なぜ天王星が横向きで太陽の周りを回っているのかということだ。考えられる説明としては、大規模な衝突によって惑星の位置が変わり、環はその衝突の残骸である可能性がある。

「私たち天文学者にとって、それらは犯罪現場の壁に飛び散った血痕のようなものだ」とケイン氏は言う。「巨大惑星の環を見ると、そこに何か破滅的な出来事が起こり、その物質がそこに置かれたという証拠となる」