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カッシーニ

まるで地球、大気と海と雲があり、雨も降る天体は何でしょう? 衛星タイタンの驚くべき姿

 タイタンとは何か?

 地球以外の天体で、大気と海と雲があり、雨も降る天体は何でしょう? 正解は「タイタン」。NASAの打ち上げた土星探査機「カッシーニ・ホイヘンス」による観測ではっきりと確認できた。

 衛星タイタンは、1655年オランダの天文学者クリスチャン・ホイヘンス(1629〜1659)により発見された、太陽系の中で唯一の厚い大気を持つ衛星である。直径は5150kmで、木星の衛星ガニメデ(5262km)に次ぐ大きさ。 窒素を主成分とする大気には、生命の誕生に必要な微量のメタンやその他の炭化水素が含まれている。このことから、生命誕生前の原始地球時代(38億年から35億年前)の環境が閉じ込められていると考えられている。

 2005年12月29日、探査機カッシニがタイタンの上空9万kmをフライバイ(接近通過)中に搭載された可視光・赤外線マッピング分光カメラにより撮影された画像では、タイタンの極地の上空にメタンの雲が存在することが確認された。これほど大規模でしかもその構造が詳細に観測されたのは史上初めてのことだった。


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土星探査機「カッシーニ」いよいよグランドフィナーレ!土星の環に最接近、見えるかな?「氷」の粒子

 土星探査機「カッシーニ」の活躍

 「カッシーニ (Cassini-Huygens)」は、アメリカ航空宇宙局(NASA)と欧州宇宙機関(ESA)によって開発され、1997年に打上げられた土星探査機。いよいよ「カッシーニ」のミッションも残すところ1年弱となった。これから来年4月下旬まで、カッシーニは土星の環をかすめるようなコースを20回飛行する予定で、その1回目が12月4日に実施された。

 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といわれる。しかし、映像等で実際に確認したことはなく、今回の接近で何らかの証拠が確認できればよいと思う。

 カッシーニは、金星→金星→地球→木星の順にスイングバイを行なって土星軌道に到着した。カッシーニには惑星探査機ホイヘンス・プローブ (2.7 m、320 kg) が搭載されており、タイタンでカッシーニより切り離されてタイタンに着陸し、大気の組成・風速・気温・気圧等を直接観測した。


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土星の衛星「エンケラドス」で101個の間欠泉を確認!地球以外にも温泉あり

 間欠泉のしくみ

 間欠泉(geyser)とは、一定周期で水蒸気や熱湯を噴出する温泉のこと。 アイスランド、アメリカ合衆国のイエローストーンの間欠泉が世界的に有名である。

 液体は、圧力が高いところでは沸点が上がる。地下の温泉溜まりは、高温で圧力が高く、水の沸点も高まっている。そうした状態(高い圧力下)で水の温度か徐々にあがり、沸点に達すると一気に蒸気となり水(沸騰水)とともに地上に噴出す。

 熱しすぎたやかんの口から一気に泡、水蒸気が噴出してきたりするのと同じだ。一旦噴出すと、上部の水が無くなることから、温泉溜まりの圧力が下がり、沸点も下がり、さらに沸騰水が噴き出続けることとなる。


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