木星の巨大で謎の嵐は完全に非現実的に見える

米国の東海岸は、相次ぐ巨大な北東風の直撃に揺れている。しかし、本当に壮大な連続嵐を見るには、3億6500万マイル以上も離れた木星まで行かなければならない。

残念ながら消えつつある大赤斑とは何の関係もありません。本日ネイチャー誌に掲載された論文で、研究者らは、2016年に木星の探査を開始した木星探査機ジュノーが最近発見した興味深い嵐について説明しています。

この記事の冒頭の写真は、ペパロニピザでも火山の渦でもありません。木星の南極にある中心のサイクロンの周りに 5 つの巨大なサイクロンが整然と並んでいる様子を示しています。北極の近くでは、中心の渦巻きの周りに8 つのサイクロンが同様に並んでいます。

「ジュノー以前は、木星の極付近の天候がどのようなものなのか分かりませんでした。今では、2か月ごとに極地の天候を間近で観測できるようになりました」と、研究の筆頭著者であるアルベルト・アドリアーニ氏は声明で述べた。「北のサイクロンの幅は、イタリアのナポリとニューヨーク市の距離とほぼ同じで、南のサイクロンはさらに大きいです。非常に激しい風が吹き、時速220マイルに達する場合もあります。最後に、おそらく最も注目すべき点は、サイクロンが非常に接近して発生し、持続することです。太陽系でこのような現象は他には見られません。」

サイクロンが八角形や五角形といった多角形に配置されているという事実は、それ自体は必ずしも驚くべきことではない。多角形の特徴は、土星の北極の周りの六角形のジェット気流のように、他の巨大ガス惑星にも現れている。

「これは、大気の一般的な動き、サイクロンの回転、そして地球自体の回転の組み合わせです。自然界では、これらの現象は、さまざまな種類の幾何学的パターンで構成されていることがよくあります」とアドリアーニ氏は電子メールで述べた。

しかし、これらのサイクロンには奇妙なところがある。研究者が観測を開始してから 7 か月の間に、サイクロンたちは回転し、強風を吹き荒れているが、互いに非常に接近しているにもかかわらず、合体していない。また、観測開始以来、かなり安定した位置を維持している。研究者たちは、サイクロンがどのようにして現在の回転状態を維持しているのか、そもそもどのようにしてこのような位置になったのか、よくわかっていない。

「我々は分析を継続し、それをスペクトル観測や、赤外線観測装置よりも大気のより深いところまで見ることができるジュノーのマイクロ波放射計のような別のジュノー観測装置による観測にまで拡張する予定です」とアドリアーニ氏は言う。

ジュノーの最新観測から得られた結果はこれだけではない。水曜日にネイチャー誌に掲載された別の論文では、研究者らは木星にはヘリウムと水素の流動核があるが、その核は惑星の磁場の影響を受けて固体のように回転していると報告している。さらに別の論文では、木星の非対称な重力場（北半球と南半球で異なる）を詳しく調べ、4番目の論文では木星の気象パターンが表面的なものをはるかに超えることを発見した。研究者らは、木星の雲帯で観測される風の動きは、惑星のほぼ1,900マイルまで広がっていると報告している。

「ガリレオは400年以上前に木星の縞模様を観察しました」と、木星の深層気象層に関するネイチャー誌の論文の主執筆者であるヨハイ・カスピ氏は声明で述べた。「これまで、私たちは縞模様について表面的な理解しかなく、これらの縞模様を木星のジェットに沿った雲の特徴と関連付けることができた。現在、ジュノーの重力測定により、ジェットがどのくらい深くまで広がっているか、目に見える雲の下でどのような構造になっているかがわかっている。これは、2D画像から高解像度の3Dバージョンに移行するようなものです。」

それだけでなく、その厚い風の帯の中で渦巻いているガスは、木星の質量の約1パーセント、つまり地球の質量の約3倍を占めている。カスピ氏によると、地球の大気は、地球の質量の100万分の1以下を占めているという。

われわれが初めて木星を訪れたのは1970年代のことだ。しかし、パイオニアとボイジャーの探査機で、急いでちらっと見ただけだった。1990年代と2000年代初めにはガリレオでより長い観察を行ったが、ジュノーは極軌道に入った最初の探査機であり、木星の北極の写真を撮影した最初の探査機でもある。次回の木星接近フライバイでは、現在4月に予定されているより多くのデータを収集することになる。

木星は私たちにとって巨大で馴染み深い世界ですが、これらの新しい観測は、この巨大な惑星には目に見える以上の多くのものがあることを示しています。