NASAのカッシーニミッションからわかった最も驚くべき5つのこと

20 年の歳月と何千枚もの美しい写真、そして膨大な科学研究を経て、カッシーニ宇宙船はついに引退の準備が整いました。しかし、この古い宇宙船がビーチでくつろぐ日々を送ることはなく、代わりに栄光の炎とともに消えていくことになります。より具体的には、NASA はそれを土星の大気圏に衝突させ、そこで溶けて蒸発させる計画を立てています。

カッシーニの最後の探査は4月23日日曜日に始まり、探査機は土星とその環の間の空間への最後の一連の周回を開始する。この未知の領域を22回通過し、土星の上層部に足を踏み入れた後、カッシーニは9月15日に大気圏に突入し、消滅する。

カッシーニが今後も送信し続ける写真やデータを堪能できるのはあと数ヶ月あるし、この宇宙船には間違いなくまだいくつかの発見が隠されている。しかし、ミッションの終わりが近づくにつれ、この宇宙船が長年にわたり達成してきたすべてのことを振り返ってみよう。

5. 2色の謎を解く

土星の衛星イアペトゥスは、時折消えてしまうように見えるため、1600 年代の天文学者を困惑させた。やがて、イアペトゥスの片側は真っ黒で、もう片側は雪のように白いことが分かった。その奇妙さに触発されたアーサー・C・クラークは、『2001 年宇宙の旅』でイアペトゥスの暗黒面にエイリアンの記念碑を隠した。

カッシーニは、陰陽の衛星から 1,000 マイル以内に接近し、この独特の色がどこから来るのかを解明するのに役立ちました。イアペトゥスは土星と潮汐力で固定されており、つまり、この衛星の片面だけが常にガス巨星に面しています。つまり、軌道を回るときには、もう片面は常に前を向いています。車のフロントガラスにつく虫のように、土星の環や衛星からの破片が月のその面にぶつかり、暗い色を作り出します。その結果、暗い面は熱くなりやすいため、その氷は常に昇華して白い面に移動し、そこに堆積して明るさを増します。

4. 新しい月の発見

土星には 50 個以上の衛星が周回しており、おそらくまだ検出または確認されていない衛星もあるでしょう。カッシーニは、アンセ、小衛星アイガイオン、土星の環を通り抜ける美しいダフニス (写真)、卵形のメトネ、パレネ、ポリュデウケスなど、これらの衛星のいくつかの発見に貢献しました。この探査機は、スポンジのようなヒュペリオンや団子のような形のアトラスなど、土星の他の衛星の素晴らしいクローズアップ画像も提供してくれました。

3. タイタンは地球に非常に似ている

土星最大の衛星タイタンは、2005年にカッシーニがホイヘンス探査機をタイタンに投下するまでは、基本的にただのもやの塊だった。ロボット探査機が表面から明らかにしたのは、奇妙に馴染みのある世界だった。それは湖と川で覆われていた。しかし、それらの湖と川は水が流れているのではなく、液体炭化水素で満たされていた。

カッシーニ計画の科学者リンダ・スピルカー氏は、タイタンの探査は今回のミッションで最も気に入った部分の一つだと語る。「タイタンの表面が川や湖、メタンの海など、地球に驚くほど似ているのを見て興奮しました。また、タイタンには地球の水循環に似たメタン循環があり、雲や雨が降り、湖が満たされるなど、さまざまな現象が起きていることに気付きました。」

少なくとも私たちにとっては、タイタンは故郷のような場所ではないが、その厚い大気と活発な表面により、科学者たちは太陽系で地球外生命を探すのに最適な場所の 1 つだと考えている。ここで誕生した生命は、私たちのように水を基盤としているのではなく、おそらくメタンを基盤としていると思われる。まさに非常に異質な場所だ。

2. エンケラドゥスには間欠泉と海がある

カッシーニ以前、科学者たちはこの小さくて目立たない衛星は固い氷の塊だろうと考えていた。しかし、カッシーニの磁力計から奇妙な数値が出たため、探査機はより詳しく調べるために地球に向かった。そこで発見されたものは驚くべきものだった。エンケラドゥスの南極から水の結晶の間欠泉が噴き出しており、氷の外皮の下に深い海があることを示唆していたのだ。そして水があるところには、私たちが知っている生命が存在する可能性があるのだ。

カッシーニは生命を探すために作られたわけではないが、ミッションの科学者たちはカッシーニの機器の一部を再利用して間欠泉の中身を味見し、内部の海が生命に適しているかどうかを調べようとした。そして今のところ、生命に適しているように見える。

探査機が噴煙の最深部まで潜ったところ、水蒸気の中に水素ガスが検出された。このガスは、エンケラドゥスの海底にある活発な熱水噴出孔から来ている可能性が高い。また、地球には、水素を二酸化炭素と結合させて食べる微生物がいる。

カッシーニは、水、食料、熱など、エンケラドゥスには私たちが知る生命に必要なほぼすべての要素が揃っていることを示しました。

1. 人生はどこにでもある

土星は太陽系の「居住可能領域」にはない。居住可能領域とは、惑星の表面に水が存在するには暑すぎず寒すぎない条件を備えた恒星の周囲の「居住可能な」領域である。しかし、タイタンとエンケラドゥスは太陽系内で地球外生命を探すのに最適な場所の1つと考えられている。

木星の衛星エウロパにも内部海があるかもしれないが、カッシーニの発見は、ゴルディロックスゾーンなどというものは実際には存在せず、生命はどこにでも存在する可能性があることを私たちに教えてくれた。

「私たちはまさにパラダイムシフトを目撃しました。私たちの太陽系、あるいはどの太陽系でも、生命がどこに存在するかという考え方の変化です」とスピルカー氏は言う。「私たちの太陽系内に、地球上の生命とはまったく独立して生命が誕生した可能性のある海洋世界があるかもしれないと考えると…これは私たちの考え方に大きな変化をもたらしました。」

次は何が起こるでしょうか?

4 月 26 日、カッシーニは初めて土星とその環の間の空間を横断します。すべてが順調に進み、土星の最も内側の環から飛来した粒子に衝突しなければ、探査機は 9 月中旬までこの新しい領域の探査を続け、土星の内部、重力、磁場に関する新しい情報を送信する可能性があります。そしてもちろん、その途中で美しい絵葉書を送り返します。

9月12日、タイタンはカッシーニに「さよならのキス」をするとスピルカー氏は言う。重力で探査機を土星の大気圏に落下させる軌道に乗せるのだ。そこでカッシーニは破壊される。カッシーニの火葬は必要だ。燃料が尽きつつあり、NASAはタイタンやエンケラドゥスを、表面にまだ残っているかもしれない地球の微生物で汚染したくないのだ。

「カッシーニにとって、これは本当に崇高な終わりです」とスピルカー氏は言う。「これらの海洋惑星の保護を考え、最後の一秒まで科学データを送り続けることは、最後まで先駆者であり続けることです。」

土星への新たなミッションはまだ計画されていないが、NASA のニューフロンティア計画ではタイタンとエンケラドゥスへの再訪の提案を検討している。スピルカー氏自身も、エンケラドゥスの噴煙の中を飛行し、生命の最後の欠落要素を探す宇宙船の提案を行っている。

科学者たちは今後何年にもわたってカッシーニのデータを分析するだろう。この宝の山には、間違いなくさらなる発見があるだろう。そして、この宇宙船の将来にも、まだ何か発見があるかもしれない。

「これからのミッションでおそらく最もエキサイティングな部分となる、輝かしい22週間が残っています」とスピルカー氏は語る。「新しい場所に行くと、何を見つけるかわかりません。できるだけ予想することはできますが、これまでのミッションでは、私たちは多くの驚きを経験してきました。」