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土星の奇妙な氷の月:カッシーニの後、私たちはまだすべてを知っているわけではありません

カッシーニ ミッションの科学者たちは、2005 年元旦に土星の神秘的な衛星イアペトゥスを「こっそり覗く」許可を得たとき、感激しました。1671 年にそれを発見した直後、ジョバンニ カッシーニ (ミッションの名前の由来) は、イアペトゥスが本当に珍しいことに気付きました。 、しかし他方では暗い。 1981 年、ボイジャー 2 機の宇宙船は、片面が少し汚れた雪のようで、もう片面が石炭のように黒いことを示しました。

科学者たちは、この陰陽の外観がどのように形成されたかについて意見が一致しませんでした。暗黒面は巨大な火山噴火だと考える人もいれば、土星​​の外衛星フィービーからの塵の蓄積だと考える人もいます.

カッシーニ 探査機は最終的に土星の周りを 286 回周回し、リング、衛星、環境を調査しました。この宇宙船のキャデラック — ペイロードに 12 個の計器を搭載していた — は、土星の巨大なベールに包まれた月タイタンに 100 回以上接近し、活動中の月エンケラドスの 22 回のフライバイを行い、一部は火山噴煙に突入しました。元旦にイアペトゥスを見ることは想定されていませんでした。宇宙船はホイヘンスを投棄しました 、2004 年のクリスマスの日に 1 月中旬に着陸したタイタン探査機であり、JPL のエンジニアは、科学者はこの重要なイベントを危険にさらすために何もできないと述べました。しかし、私たちはカッシーニに気づきました 偶然にもイアペタスに近づき、私たちは観察する許可を得ました.

その外観は、カッシーニの最初の未解決の大きな謎を明らかにしました :イアペトゥスの「クルミ」尾根。高さ 13 km を超えるこの構造は、ほぼ赤道全体に広がっており、月の歴史の初期に形成されました。初期のスピンアップによる膨らみでしょうか?数学はその考えではうまくいかないようでした。最も可能性の高い説明は、おそらくその形成または衝突から残った破片で構成された、月を囲む初期のリングの落下です.

別の宇宙船、赤外線天文衛星 、フィービーの軌道に塵の輪を発見したので、今では塵がらせん状に巻き込み、イアペタスの片側を覆っていると確信しています.

ハイペリオンは、ボイジャーとは別の変わり者でした。 2 1981 年に撮影された宇宙船。カッシーニ 300 マイルのフライバイ – Voyager の 1000 倍近く — ボロボロのオブジェクトを明らかにしました。定期的な回転周期がなく、無秩序に回転しました。その外観は激動の過去を物語っていました。不規則な形、巨大なクレーター、そして月に海綿状の外観を与えたたくさんの小さなクレーターです。これらのクレーターの多くには、おそらく周囲の氷よりも暖かいため、中心に「ドリルダウン」したように見える暗い斑点があります。ハイペリオンの暴力的な過去と、フィービーのほこりもそれを覆っているのかどうかはまだ不明です.

おそらくカッシーニの最大の発見 エンケラドスでの活動でした。この幅 300 マイルの月の南極は、その下にある地球規模の海洋によって動かされて、水の氷の噴流を送り出しています。氷火山の起源である「虎の縞模様」と呼ばれる亀裂をマッピングし、土星と隣接するディオネからの潮汐力が月を引っ張り、最終的に熱として放出されるという考えをいくつか持っています。 2015 年、カッシーニ エンケラドゥスの巨大なプルームに大胆に一掃し、その表面から 30 マイル以内に到達しました。これと他の近いパスは、内海から排出された物質が有機分子、つまり生命の構成要素に富んでいることを決定しました。潮の熱、有機分子、液体の水で構成されるエンケラドゥスの内部は、生命を維持できる「ハビタブル ゾーン」です。生命の探索は、おそらく私たちの時代の最大の探求であり、エンケラドゥスは NASA が探している場所の 1 つです。

エンケラドゥスが土星で現在活動している唯一の衛星であるのはなぜですか? Mimas、Tethys、および Dione ではないのはなぜですか?ディオネは、その表面に不活発なトラの縞模様の特徴があり、絶滅した氷の火山があり、一時的な大気のように見えるため、特に不可解です。 カッシーニ ミッションの科学者たちは、ディオーネを「決定的な証拠」を見つけようと懸命に探しましたが、結果は無残でした。おそらく時折しかアクティブになっておらず、適切な時期を見ていませんでした.

Tethys は、太陽系でユニークな特徴を持っているため、不可解でもあります:表面に描かれているように見える赤い筋です。これらの縞模様は、エンケラドゥスほど激しくないだけで、低レベルのガス放出の証拠ですか?ストリークには有機物が豊富で、テティスの内部にも居住可能な「海の世界」の基礎を提供しているという証拠があります。それでも、謎の筋がどのように形成されるのかはわかっていません。

土星には、他のどこにも見られない、最も奇妙な小さな衛星の組み合わせがあります。そのリングには月が埋め込まれています。メインリングシステムの端をすくい取り、それを閉じ込めるのに役立つ衛星。数年ごとに軌道を交換する2つの月。他の巨大なガス惑星と同様に、土星には、海王星の軌道の外にある氷の物体の集まりであるカイパー ベルトから捕獲される可能性のある小さな不規則な外衛星のハローがあります。これらのオブジェクトは、惑星の残りの構成要素であり、私たちの過去のビューを表している可能性があります.

ミッションの最終段階で、カッシーニ 土星とその主環の間をすり抜けて通過する大胆な軌道をいくつも実行しました。 2017 年 9 月 17 日に惑星に滑り込むことで、最終的に任務を終了しました。その最終段階で、宇宙船は小さな月の「5 つの素晴らしいフライバイ」(科学者がそれらを吹き替えた) を行いました。これらの月がどのように形成され、リングとの関係がどのようなものかはまだわかっていませんが、中央にチュチュのような破片のスカートがあり、外見が奇妙であることは確かです。

カッシーニ 私たちの居間に土星をもたらしました。しかし、大きな疑問に答えようとする他の多くの科学調査と同様に、さらに多くの疑問が提起されます。やるべきことは、戻ってさらに探索することだけです。

これらの調査結果は、最近ジャーナル Planetary and Space Science に掲載された Cold cases:What we don't know about Saturn's Moons というタイトルの記事で説明されています。 この作業は、カリフォルニア工科大学 R.N. の B.J. Buratti によって実施されました。クラーク、C.J.ハンセン、A.R.惑星科学研究所のヘンドリックス、コロラド大学の F. クレイリー、C.J.A. Southwest Research Institute の Howett、コーネル大学天文学部の J. Lunine、および Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory の C. Paranicas です。

著者について:

2018 年のカール セーガン メダリストであるボニー J. ブラッティは、NASA のジェット推進研究所のリサーチ フェローであり、惑星科学セクションを管理しています。彼女の人気本「Worlds Fantastic Worlds Familiar」は昨年出版されました。


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