NASA、木星の衛星エウロパに水蒸気を直接観測。2020年代半ばには探査機送り込む計画

NASAのゴダード宇宙飛行センターの国際研究チームが、ハワイにある世界最大級の望遠鏡のひとつを使い、木星の第2衛星エウロパの表面に初めて水蒸気(水の分子)を直接観測しました。エウロパはその表面がところどころひび割れた氷で形成され、酸素を主成分とする大気で覆われているとされています。

そして今回の水蒸気の確認は、ときおり地表に間欠泉のように噴き出している液体の水の層が、氷の地表の下に存在している証拠となります。研究者らは、エウロパの内部が液体の海で満たされていると考えています。一方で、間欠泉の元となるのは地表すぐ下に氷が溶けた水溜まりが存在性である可能性も考えられています。

研究チームのリーダーを務めるルーカス・パガニーニは「まだ液体の水を直接検出したわけではないものの、それに次ぐ最も良い物を発見しました。水蒸気です」と述べました。そしてチームがNature Astronomyに発表した報告によれば、オリンピック規格のプールを数分で満たせる量(2.36t/sec)の水に相当する水蒸気を検出したとしています。

パガニーニのチームはケック天文台を使い、惑星大気の化学組成を測定すべく2016～2017年の間に17回の観測を行いました。そしてそのなかで1度だけ、水蒸気のはっきりした兆候を検出しました。チームは水分子が太陽放射と相互作用する際に放射する特定周波数の赤外線を確認しました。

この水蒸気の直接観測までに、エウロパではいくつかの発見がありました。最初はNASAのガリレオ探査機が1995年から2003年にかけて木星を探査した際、エウロパに接近するときに木星の磁場の摂動的な変化を検出していました。そして2018年に研究者がそれを詳細に分析したところ、間欠泉の存在が浮かび上がりました。

一方で2013年にはハッブル宇宙望遠鏡による観測でエウロパの大気中に水素と酸素、つまり水の成分が検出されました。その後再びハッブルでエウロパが木星の表面を撮影した際には、そのシルエットに突起状のなにかが写っており、それが間欠泉であると考えられました。

今回の水蒸気の直接の観測は、地球の大気に含まれる水蒸気とエウロパの大気中の水蒸気を区別して観測する複雑なコンピューター計算モデルを用意したことで実現しました。しかし、最終的にその観測情報を確定するには、探査機を送り込んで直接その現象を観測する必要があります。幸いにも、研究者らはそれを長く待つ必要はなさそうです。2022～2025年の間に打ち上げ予定のEuropa Clipper ミッションでは、エウロパの大気からその表面、内部、海底そして小さな蒸気の噴き出し口について詳細な調査を行う予定です。