研究者らは木星の成層圏の風を初めて測定した。その風は驚くべきものだった。

国際的な天文学者チームが、木星の猛烈な成層圏風を初めて測定した。測定には27歳の彗星が使用された。

科学者たちはすでに、木星の対流圏（木星の象徴的な縞模様がある場所）と電離層のはるか上層での風速を測定していた。しかし、この新しい研究は、非常に感度の高いアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（ALMA）を使用して木星の成層圏の風速を初めて測定した。彼らは赤道付近と極付近の風速を測定した。

いくつかの結果はそれほど意外なものではなかった。赤道上の風速はモデルが予測していたものとほぼ同じだった。「しかし、極付近で観測したものはまったく予想外だった」と、研究論文の著者で、実験を率いたボルドー天体物理学研究所の惑星科学者ティボー・カヴァリエ氏は言う。研究チームは、秒速300～400メートル（時速約700～900マイル）の風が、予期せぬ方向に極を横切って吹き渡っているのを発見した。

「これは本当に難しい観測です」と、以前にも ALMA を使ったことがあるが、今回の研究には参加していないバークレーの惑星科学者、イムケ・デ・パター氏は言う。「これは本当に素晴らしい論文です。上層大気の風のプロファイルを実に見事に示しています」と彼女は付け加えた。

木星の風は、この惑星のトレードマークである赤と白の横縞からもわかるように、ほぼ例外なく東か西に吹きます。この法則は対流圏にも当てはまりますが、木星の赤い目のような渦巻きでは、風がハリケーンのように渦を巻きます。しかし、その上の成層圏では、風は木星のオーロラリングの形に沿っているように見えます。オーロラリングは、地球のオーロラのように、磁場が太陽風を両極に導くことで生じます。オーロラリングは両極と完全に一直線に並んでいるわけではないので、風の流れは対流圏のきれいな帯と一致しません。

東西にとどまらず南北に移動する異常な極地の風のパターンは「本当に驚くべきものだ」と、この研究には関わっていないNASAジェット推進研究所の上級研究科学者で観測天文学者のグレン・オートン氏は言う。

数十年にわたり、惑星の風速を測る最も簡単な方法は、単に惑星のスナップショットを撮り、しばらくしてからもう1枚撮り、2枚の画像間で雲がどれだけ移動したかを見ることだったとカヴァリエ氏は言う。しかし、高度が高いと、風は目に見えないため、この方法は使えない。追跡できる雲がないのだ。

しかし、1994年にシューメーカー・レヴィ第9彗星が木星に衝突して以来、研究者たちはこの物体が木星にもたらした2つの化合物、シアン化水素と一酸化炭素を監視してきた。どちらの化学物質も寿命が長く、今も木星の大気中に漂っている。研究チームはシアン化水素と一酸化炭素のユニークなスペクトル指紋を追跡することができた。雲の動きを使って風を追跡できたのだから、おそらくこれらの分子を使って同じことができるだろう。

そのために、研究チームはまず、周波数を検出して両タイプの分子を特定した。次に、ドップラー効果と呼ばれる現象を利用した。これは、分子が私たちに向かっているか、私たちから遠ざかっているかによって周波数が変化する現象である。そのため、木星では、分子が望遠鏡に向かって吹いてくると、遠ざかっている分子とはわずかに異なるスペクトル信号が生成される。その差、つまり周波数がどれだけ変動したかを測定することで、研究チームは分子（および風）の移動速度を測定できる。

カヴァリエ氏によると、将来的には、彗星の衝突で堆積した水から宇宙望遠鏡でさらに多くのことがわかるようになるかもしれない。水は木星では極めて稀な分子だからだ。また、この研究は、来年打ち上げ予定の欧州宇宙機関の木星 ICy 衛星探査機 (JUICE) ミッションへの足がかりでもあると同氏は言う。この探査機は木星とその 3 つの衛星を詳細に観察し、太陽系最大の衛星であるガニメデを周回する最初の探査機となる。

シューメーカー・レヴィ第9彗星が木星に衝突したとき、カヴァリエ氏は12歳だった。この観測に参加するには少し若すぎた。しかし、この出来事が彼を惑星科学の道へ向かわせたと彼は言う。

数年経った今でも、この彗星は依然としてその足跡を残しています。