サイエンスジャーナル

自然科学大好き!サイエンスジャーナル!気になる科学情報をくわしく調べ、やさしく解説します!

太陽系

火星テラフォーミングに農業は重要!「火星の土」でミミズの繁殖に成功、次は受粉をどうするか?

 火星のテラフォーミング

 テラフォーミング(terraforming)とは、人為的に惑星の環境を変化させ、人類の住める星に改造すること。「地球化」、「惑星改造」、「惑星地球化計画」とも言われる。アメリカのSF作家、ジャック・ウィリアムスンがCollision Orbit(コリジョン・オービット)シリーズで用いた造語が語源であるとされる。

 火星の一日(自転周期)は地球と同じくほぼ24時間であり、赤道傾斜角が25度と地球の角度と近いため四季も存在する。これらから、火星は最も地球に近い惑星であるとされる。

 太陽との距離がより大きい火星を地球のような惑星に作り変えるためには、希薄な大気をある程度濃厚にして気温を上昇させることが重要な条件となる。具体的な方法としては、以下のようなものが提案されている。


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小惑星探査機「ドーン」の成果!ケレスに過去の海の痕跡、ベスタにエベレストの2倍超の高山発見

 小惑星探査機「ドーン」

 ドーン (Dawn) とは、アメリカ航空宇宙局 (NASA) が打ち上げた準惑星ケレスおよび小惑星ベスタを目標とする無人探査機で、ディスカバリー計画のミッションの一つである。史上初の、小惑星帯に永久にとどまる人工物となる。

 Dawnとは、夜明け・あけぼの・暁などを意味している。ドーン・ミッションの目的は、太陽系初期の状態を残していると考えられる、2つの大きな原始的天体を調べることで、太陽系誕生の謎に迫ることである。

 ケレスとベスタは太陽系の別々の場所で誕生したと考えられており、それによる対照的な違いがいくつも見られる。ケレスはその形成段階において地下水による「冷たく湿った」状態を経験しているとされている。


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ありえない?太陽の2000倍赤色超巨星、赤色矮星と巨大惑星、公転周期90万年惑星系

 宇宙で最大の恒星とは?

 宇宙はとっても広い。私たちが住んでいる地球を含む太陽系は、巨大な銀河系の中にあるが、広い宇宙にはそのような巨大な銀河ですら無数に存在する。そして、その中には地球の直径の約109倍もの大きさを持つ「太陽」さえはるかに凌ぐような大きな星も、数多く存在する。

 それでは、これほどまでに多く存在する星たちの中で、もっとも大きいものとはどれぐらいなのだろうか?

 現在までに確認できている星の中で、最大のものは「おおいぬ座VY星」。この星は「赤色超巨星(せきしょくちょうきょせい)」と呼ばれる種類の1つで、その大きさは、直径が25億~30億km(太陽の1,800倍~2,100倍程度)、体積が太陽の60億~90億倍という想像を絶するもので、仮に太陽の位置に同じサイズの星があったとすると、土星の軌道まで達するほどの大きさだ。


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火星に弱い磁場のねじれた尾を発見!人工磁場で磁場を強化・テラフォーミング可能、人類移住へ

 地球の磁場とは何か?

 磁場とは、磁極に対して力を及ぼす空間のこと。磁場は永久磁石、電流を流したコイル、ソレノイド、電磁石などによってつくられるが、その強さは磁極からの距離の2乗に反比例する。磁場内において、その点における磁場の接線方向に一致する曲線を磁力線line of magnetic forceといい、磁力線の密度はその点における磁場の強さに比例している。

 地球にも磁場がありこれを地磁気という。地磁気は、地球により生じる磁場(磁界)である。地球の磁場は、概ね磁気双極子で(つまり、地球の中心に仮想的に置かれた一つの棒磁石として)近似でき、現在は北極部がS極、南極部がN極に相当し、それぞれ北磁極と南磁極と呼ぶ。

 地磁気の磁力線は、赤道付近を除けば、地面に対して平行ではなく、地面と斜めに交わるかたちになっている。地球の磁場は、主に地球(電離層等を含む)に流れる電流に起因する。地磁気の発生原因は、今でも完全には解明されていない。


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有人惑星探査時代到来!「かぐや」が月の地下に巨大な空洞発見!将来の月面基地になるかも?

 月の特徴

 月の直径 (3,474km) は、木星の衛星ガニメデ (5,262km)、土星の衛星タイタン (5,150km)、木星の衛星カリスト (4,800km)、イオ (3,630km) に次ぎ、太陽系の衛星の中で5番目に大きい。また、惑星に対する衛星の直径比率で言えば、月は地球の約1/4であり、ガニメデが木星の約1/27、タイタンが土星の約1/23であるのに比べて桁違いに大きい。

 かつては、衛星が主星の大きさの50%を超える冥王星とカロンの組に次いで2番目だったが、冥王星が準惑星に分類変更されたので、地球と月の組が1番となった。月はその規模や構造といった物理的性質から、星そのものは地球型惑星だと考えられている。

 ただし軌道の観点ではあくまで「衛星」の範疇であるため、太陽系の8惑星を分類する意味で「地球型惑星」と言った場合、月は含めないのが普通である。従来、地球に対する月は、衛星としては不釣合いに大きいので、二重惑星とみなす意見もあった。月の直径は地球の4分の1強であり、質量でも81分の1に及ぶからである。


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火星に生命の手がかり発見!約37億年前、火星に広く深い海と熱水噴出孔が存在していた可能性

 熱水噴出孔が最初の生命誕生の場か?

 熱水噴出孔(hydrothermal vent)は地熱で熱せられた水が噴出する割れ目である。数百度の熱水は、重金属や硫化水素を豊富に含む。熱水噴出孔がよく見られる場所は、火山活動が活発なところ、発散的プレート境界、海盆、ホットスポットである。

 熱水噴出孔は地球上ではふんだんにみられるが、ここではおもに深海熱水噴出孔について述べる。深海によく見られる熱水噴出孔周辺は、生物活動が活発であり、噴出する液体中に溶解した各種の化学物質を目当てにした複雑な生態系が成立している。有機物合成をする細菌や古細菌が食物連鎖の最底辺を支え、そのほかに化学合成細菌と共生したり環境中の化学合成細菌のバイオフィルムなどを摂食するジャイアントチューブワーム・二枚貝・エビなどがみられる。

 この発見には誰もが驚いた。光の射さない深海で、しかも高温高圧の酸素も十分に存在しない世界でこれだけ多くの生物が存在していたからである。ある種の生物にとって、酸素や光は必要ではなかった。


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太陽系の準惑星「ハウメア」に「環」、通説覆す発見!環のある天体は巨大惑星だけではなかった

 環のある天体とは何か?

 環のある天体というと土星である。土星の環は、太陽系で最も顕著な美しい惑星の環である。μm単位からm単位の無数の小さな粒子が集団になり、土星の周りを回っている。環の粒子はほぼ全て水の氷であり、塵やその他の物質が少量混入している。 環からの反射光によって土星の視等級が増すが、地球から裸眼で土星の環を見ることはできない。

 密度の濃いメインリングは、土星の赤道から7000kmから8万kmの距離に広がっている。最も薄いところで約10m、最も厚いところで約1kmと推定されている。99.9%が純粋な水の氷であり、不純物としてソリンやケイ素を含む。メインリングを構成する粒子の大きさは、主に直径1cmから10m程度である。土星の環が氷なのは、環の起源となる天体が接近通過できる距離が、惑星の密度によって異なることが原因だということがわかっている。

 土星の環はいつどうやって誕生したのだろうか?また、土星以外に環を持つ天体は存在するのだろうか?


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2024年に人類を火星へ、イーロン・マスク氏発表!電気自動車テスラ、ロケット旅客計画、ハイパーループの起業家

 イーロン・マスク氏、火星有人飛行の計画を発表

 2002年宇宙輸送を可能にするロケットを製造開発するスペースX社のCEOならびにCTOに就任し、2008年10月には電気自動車会社であるテスラモーターズ社の会長兼CEOに就任、2006年には太陽光発電会社ソーラーシティを従兄弟であるリンドン・リーブと共同で立ち上げ同社の会長に就任。

 2013年には時速約800マイル(約1287キロ)の輸送機関ハイパーループ構想を明らかにするなど、時代の寵児として活躍するイーロン・マスク氏が、2024年に火星への有人飛行を実現させる計画を発表した。

 マスクCEOはオーストラリアで開催の国際宇宙会議(IAC)で、この計画を発表した。マスクCEOはまた、火星での発電や採鉱、生命維持を支援するシステムを設置するために少なくとも2機の貨物用宇宙船を22年に火星に着陸させることを目指すと明らかにした。


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観測史上最大の磁気嵐発生は?9/6巨大フレアーの約10倍!1770年9月、江戸時代の文献「星解」

 9月5日~7日、太陽フレアーによる磁気嵐発生

 太陽の活動を観測しているNASA(アメリカ航空宇宙局)は、日本時間の9月5日から7日にかけて、5回にわたって「太陽フレアー」を観測した。そのうち9月6日に発生した2回の大規模なものは、ともに「X」クラスと呼ばれる最も規模の大きい爆発に分類されるが、このうち、日本時間の午後9時ごろに観測された2回目は、2008年12月以降、最大の爆発だったという。

 この影響で、9月8日午後から深夜にかけて電気を帯びた微粒子が地球に到達し、GPSや無線通信などに影響が出た。また、この「フレア」の影響で今月、地球で磁気嵐が起きて日本でも北海道でオーロラが見られ話題となった。

 今回、およそ250年前の江戸時代に観測史上最大の磁気嵐が発生し、京都市で夜空の半分を覆うようなオーロラが観測されていたとする研究成果を国立極地研究所などのグループが発表した。


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土星探査機「カッシーニ」 燃え尽きて20年間の任務終了!タイタンにメタン、エンケラドスに水...数々の成果

米土星探査機カッシーニが任務終える

 米国の大型土星探査機カッシーニが15日、13年間の観測任務を終える。機体は土星の大気圏に突入して消えるが、約45万点もの鮮明画像を撮影、二つの衛星に海があること明らかにするなど、数多くの素晴らしい観測成果を残してくれた。米航空宇宙局(NASA)によると、カッシー二は通信が途絶えた後間もなく大気圏で燃え尽きるが、直前まで大気の観測を行ない地上にデータを送ることを試みるという。

 カッシーニは高さ約7メートル、幅約4メートル、重さ約6トンの大型土星探査機。1997年10月15日に米フロリダ州のケープカナベラル空軍基地から打ち上げられた。探査機の製造、打ち上げには 欧州宇宙機関(ESA)なども参加、協力した。機体には世界約80カ国の一般市民約61万人が土星への夢を託して寄せた署名も積まれた。金星や地球、木星上空でスイングバイを繰り返して2004年6月に土星上空に到達。土星の周りを回る探査機は初めてで、以来13年の長い間観測を続けた。


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これは偶然の一致?太陽で巨大フレアー発生!水爆実験の直後、太陽によるEMP(電磁パルス)発生

 巨大フレアー発生

 太陽の表面で「巨大フレアー」が発生した。太陽フレアーとは、太陽の表面の爆発現象で、太陽系で最大の爆発現象でもある。小規模なものは1日3回ほど起きている。多数の波長域の電磁波の増加によって観測される。太陽の活動が活発なときに太陽黒点の付近で発生する事が多い。

 太陽の活動を観測しているNASA(アメリカ航空宇宙局)は、日本時間の9月5日から7日にかけて、5回にわたって「太陽フレアー」を観測した。そのうち9月6日に発生した2回の大規模なものは、ともに「X」クラスと呼ばれる最も規模の大きい爆発に分類されるが、このうち、日本時間の午後9時ごろに観測された2回目は、2008年12月以降、最大の爆発だったという。

 この影響で、9月8日午後から深夜にかけて電気を帯びた微粒子が地球に到達し、GPSや無線通信などに影響が出た。国立研究開発法人の情報通信研究機構は、今回のフレアによる磁場の乱れは午前中にピークを過ぎたものの、太陽活動は引き続き活発で、新たなフレアの発生も考えられることから「今後、数日間は警戒が必要だ」としている。


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これは驚いた!火星でも夜に激しい雪が降る?北極上空で強い対流、火星の水循環に新たな手がかり

 火星の大気と雲の存在

 魅惑の惑星火星。火星の様子がわかってくるにつれて、どんな惑星だろう?生命は存在するのだろうか?どうやったら人類は生活できるのだろう?...もっともっと知りたくなる。

 NASAの探査機バイキングが撮影した画像や、探査機マーズ・リコネッサンス・オービターの観測データからは、新しい事実が判明した。どうやら火星でも雪が降るらしい。

 火星の大気というと、95%が二酸化炭素、3%が窒素、1.6%がアルゴンであり、酸素、一酸化炭素、水、メタンなどである。最近では、火星の地表に水があることも確認された。大気の主成分である二酸化炭素によって南極ではドライアイスの雪が降ることも発見されている。


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全米で「皆既日食」の天体ショー、北米大陸を99年ぶり横断!日食を予測「サロス周期(18年11日)」

 全米で皆既日食の天体ショー、北米大陸を99年ぶり横断

 地球と太陽の間を月が横切って太陽が隠れる皆既日食が米時間21日(日本時間22日未明)、米国西部の太平洋岸から東部の大西洋岸までの広い範囲で観測された。

 米航空宇宙局(NASA)は独自の「NASAテレビ」で多くの観測地から多数の市民や観光客らが世紀の天体ショーに熱狂する様子を専門家の解説付きで中継し、中継画像を公開した。NASAはまた、太陽観測衛星「ソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリー」(SDO)の観測画像なども公開した。

 NASAなどによると、皆既日食は西海岸のオレゴン州から中西部ミズーリ州、南部サウスカロライナ州まで14州の長さ約4200キロにわたる帯状の地域で観測できた。皆既日食の終わりに月の地形の隙間から太陽光が漏れる「ダイヤモンドリング」も各地で観測でき、NASAテレビは、ダイヤモンドリングの瞬間に大歓声が沸く様子も中継した。皆既日食は太陽活動を調べる絶好の機会で、NASAテレビは興奮しながら解説する研究者の様子も伝えている。


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木星探査機「Juno」大赤斑を至近距離(9000km)から撮影、地球の1.3倍 荒れ狂う巨大な嵐

木星の大赤斑を至近距離から撮影、円形に近づく

 NASAの探査機ジュノーが大赤斑の上空9000キロを通過した。9000キロは東京からベルリンぐらいまでの距離である。

 NASAなどによると、木星の赤道付近にあって特徴ある模様の赤い大斑点は幅が約16,000キロもある。地球の幅の約1.3倍もあり、地球が中にすっぽり入ってしまう大きさだ。

 ジュノーは今回、大斑点の上空約9,000キロまで接近、同約14,000キロ地点などいくつかの地点で撮影した。大斑点の正体は、大気が渦巻いて複雑な形状を作っている木星の「嵐」と言われる。


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木星の芸術的な画像「まるでゴッホの絵」!木星探査機ジュノーの成果、木星の環を初めて内側から撮影

 木星探査機ジュノーの成果

 ジュノー (Juno) は、NASAの木星探査機である。中規模の太陽系探査を行うニュー・フロンティア計画の一環として行われている。打ち上げは2011年8月5日。2013年10月9日には地球スイングバイによる増速に成功。打ち上げから約5年後の2016年7月5日、木星の極軌道への投入に成功、木星の組成、重力場、磁場、極付近の磁気圏の詳細な調査を行っている。

 2016年8月27日には、探査機ジュノーが初めて木星に最接近した際に木星の環を撮影している。NASAによれば木星の環は、隕石が木星の衛星に衝突した際に発生したチリによって構成されているため、土星と比べると非常に薄く、観測しづらい。

 2017年2月18日、NASAはジュノーが同年2月2日に木星の南極上空を通った際に撮影した木星の写真を公開した。観測の結果、これまで確認できていなかった極点の存在が判明。極点にある明るい楕円形の部分は、直径1000キロ・メートル級の巨大な低気圧が発達したものであることがわかった。


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6月30日は国際アステロイドデー!小惑星衝突は珍しくない?衝突回避へ、NASAが実験計画発表

大型の小惑星、13年ぶり地球に接近

 去る2017年4月、直径およそ650メートルの大型小惑星が地球に接近した。米航空宇宙局(NASA)によると、米国時間の4月19日に最接近しだが、地球に衝突することはなかった。

 NASAによれば、小惑星「2014 JO25」は地球から180万キロの距離を通過した。これは地球から月までの距離の約4.6倍に相当し、この大きさの小惑星としてはかなりの接近だった。

 小さな小惑星は1週間に数回の頻度で地球近くを通過しているが、今回ほどの大きさがある小惑星の接近は、2004年の「トータティス」以来13年ぶり。「2014 JO25」は3年前に発見された小惑星で、過去400年あまりで最も近い距離まで接近だった。NASAは地表の様子などを詳しく探るため、世界各地の望遠鏡を使って観測をした。


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太陽系には未知の惑星が複数存在する?太陽系外縁部に新たな歪み発見!第10惑星による影響の可能性

太陽系は思ったよりもスケールが大きい

 海王星の軌道(太陽から約30天文単位=45億km)の外側には、数百天文単位にわたる領域まで太陽系外縁天体が分布している。この太陽系外縁天体の軌道の調査から、未知の惑星質量天体が、50~80天文単位あたりの太陽系外縁部に潜んでいる可能性を示唆する研究成果が発表された。

 ただし、この天体は、これまでに存在が示唆されてきた「太陽系第9惑星」ではないようだ。というのも、「第9惑星」の質量は地球の約10倍、太陽からの距離は500~700天文単位と推測されているからだ。この第9惑星は太陽系の最遠に位置するセドナなど6つの太陽系外縁天体の軌道を調べ、コンピューターのシミュレーションで予想されたものである。

 太陽系は我々が思っているよりもずっと壮大で、さまざまな天体が存在しているらしい。それにしてもなぜ、これらの天体は発見されることなく、秘密のベールに包まれているのであろうか?


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かつて火星には海があり温暖な大気に包まれていたが、磁場がなく太陽風の影響で大気が流出したらしい

 火星探査機メイブンとは何か?

 メイブン(MAVEN)は、NASAの火星探査計画及びその探査機の名称。探査機を火星に送り込み、火星の大気とその宇宙への流出の進展について研究を行う。MAVEN計画の主要計画者はコロラド大学ボルダー校宇宙大気物理研究室のブルース・ジャコスキーである。

 NASAのマーズ・スカウト計画によって立ち上げられたもので、同計画自体は2010年に中止されたが、フェニックスとMAVENの2機は終了前に開発が決定していたために継続が決められた。マーズ・スカウト計画は予算を4億8500万USドル以内に収めることを目標にしている。2008年9月15日、NASAはMAVENをマーズ・スカウト計画の一端として2013年のミッションに選択したと発表した。MAVENは合計10機の提案のうちの一台であり、最終選考でもう1台のライバル機に勝って選択された。


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NASA、太陽“かすめる”探査機「パーカー・ソーラー・プローブ」を投入!炭素複合素材を盾に灼熱の世界へ

 太陽とはどのような天体か?

 私たちは太陽についてどのくらい知っているだろう?

 太陽の半径は約70万kmであり地球の約109倍に相当し、質量は地球の約33万倍にほぼ等しい。平均密度は水の1.4倍であり、地球の5.5倍と比べ約1/4となる。太陽系の全質量の99.86%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与える。太陽は属している銀河系の中ではありふれた主系列星の一つで、スペクトル型はG2V(金色)である。

 太陽の推測年齢は約46億年で、中心部に存在する水素の50%程度を熱核融合で使用し、主系列星として存在できる期間の半分を経過しているものと考えられている。人類は太陽を通じて核融合反応を発見したが、地球上での核融合反応にはまだ成功していない。


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地球以外に川のある天体、火星・タイタンの地形は、地球とは全く違う歴史をたどったらしい?

 地球以外に川のある天体

 驚いたことに、地球以外に川の存在が確認されている天体が太陽系にある。

 ひとつは、土星の衛星タイタン。ここでは地球における水と同じように、雨が降り、川を流れ、海に注ぐ。2005年探査機「カッシーニ」の子機「ホイヘンス」が、タイタンの地表を調査してくわしいことが分かった。

 土星最大の衛星タイタンは、地球以外で唯一、液体が安定的に地表に存在する天体だ。地球では水の雨が降り、川となって海に流れ、蒸発してまた雨になるが、これと同様にタイタンには、エタンやメタンといった炭化水素の循環が存在する。カッシーニがレーダー観測でとらえたのは、タイタンの北極圏を400km以上にもわたって流れる川で、液体の炭化水素がLigeia Mareと呼ばれる大きな海に流れ込んでいる。


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