冥王星は本来よりもずっとクールだが、その理由が今や分かるかもしれない

2年前、地球からの宇宙船が時速31,000マイルという猛スピードで冥王星を通過したとき、冥王星はのんびりと霞がかった狂気の日だった。

ニューホライズンズは大量のスナップショットを撮影し、冥王星の大気を素早く測定して、そのすべてを地球に送り返した。これにより、惑星科学者たちは遠く離れたこの準惑星を初めて間近に観察することができた。

彼らが発見した最も奇妙なことの一つは、冥王星の大気のもやが、これまでの観測で示されたよりもはるかに濃かったということだ。氷の岩の塊の大気も、以前の推定よりもはるかに冷たく、最高気温は -333.4 ºF だった (太陽から地球より約 40 倍も遠い場所にあるにもかかわらず、予想より 50 度以上も低い)。

今回、ネイチャー誌に掲載された研究は、これら2つの大気観測を結び付けている。カリフォルニア大学サンタクルーズ校の惑星科学者、シー・チャン氏とその同僚が開発したコンピューターモデルは、上層大気中の微小な水滴のもやが太陽からの光を散乱させ、熱が下にある惑星に到達するのを妨げている可能性が高いことを示している。

「ニューホライズンズから初めて温度データを入手して以来、謎のままでした」と張氏は声明で述べた。「冥王星は、大気のエネルギー収支がガスではなく固体のもや粒子によって支配されている、私たちが知る最初の惑星です。」

地球でも、水系の霧、火災による灰や煤、濃いスモッグを構成する有毒な液滴など、固体粒子が空気中に浮遊すると、時々霞んだ空が見られる。しかし、地球では、惑星全体の気温は大気中のガスの分布によって左右される。冥王星では、霞の方が影響が大きいかもしれないと、著者らは示唆している。

このもやは、太陽からの紫外線がメタンと窒素ガスの粒子から電子を剥ぎ取るときに、大気圏上空で生成される大きな炭化水素の液滴で構成されているようです。この反応は炭化水素の固体粒子の形成に役立ちます。しかし、そこで生成されたものは、やはり下降しなければなりません。重力によって地表に引き戻されると、炭化水素は結合し始め、最終的に厚いもやを生成します。これは太陽光を完全に遮るのではなく、太陽光を吸収して再散乱させ、理論的には、冥王星の大気圏の一部を暖めながら、その下の大部分を極寒に保っています。

地球上では粒子が太陽の光を反射できることはわかっています。火山が噴火して太陽光を散乱させるエアロゾルが大気中に放出された後に、この現象が起きるのを私たちは見てきました。気候変動の影響を緩和するために、この現象を模倣することを提案する人もいます。しかし、私たちの惑星は、少なくとも数十億年の間、そのプロセスに支配されていません。

もし冥王星の大気が地球や他の近傍惑星の大気と大きく異なっているとすれば、科学者が太陽系外惑星の大気について理解を深めるのに役立つかもしれない。だが現時点では、付随する論文（有料）が指摘するように、これはニューホライズンズのデータ​​と高度なコンピューターモデルに基づく推測に過ぎず、煙霧の組成を直接観測したものではない。冥王星の低温を説明する他の理論も出回っており、極寒の空気は大気中のガスのせいだという説もある。幸い、2019年にジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が打ち上げられる際に、著者らは自分たちの考えを検証する機会を得ることになる。この望遠鏡は赤外線を検出でき、もやのかかった冥王星の大気は太陽光を散乱させてその赤外線で輝いているはずだ。研究者らは、望遠鏡からの光が自分たちの素晴らしい考えを裏付けるかどうかを待つしかない。