イオの大気における火山の影響をアルマ望遠鏡が明らかに

この画像で右側に映っているのは木星の衛星イオです。ボイジャー1号とガリレオ探査機のデータを元に作られた可視光画像に、アルマ望遠鏡がとらえた二酸化硫黄の広がり(黄色)を重ね合わせたものです。また背景にカッシーニ探査機が撮影した木星画像も合成されています。

木星の衛星イオには400以上の活火山が見つかっています。火山から噴出した硫黄を含むガスはイオの表面に凍りつきます。

イオには地球の10億分の1というごく薄い大気があります。大気の主成分は、火山活動に由来する二酸化硫黄です。ただその二酸化硫黄が直接火山から噴出したものか、あるいは凍りついていた物質が太陽光で温まって大気中に昇華したものなのか、分かっていませんでした。

それを見分けるため、インキー・ド・ペーター氏(カリフォルニア大学バークレー校)らの研究チームは、イオが木星の影に入るときと出るときに観測を行いました。イオが木星の影に入ると太陽光が当たらないため非常に低温になります。大気中の二酸化硫黄は表面に凍りつき、大気中には火山由来の二酸化硫黄だけが残ります。

研究チームはアルマ望遠鏡の観測によって、イオの火山から噴出した二酸化硫黄と一酸化硫黄のガスをとらえることに初めて成功しました。観測の結果、イオの大気の30%〜50%が、火山から直接供給されていると見積もられました。

また二酸化硫黄や一酸化硫黄が検出されない場所で塩化カリウムが検出されました。これは火山によってマグマの組成が異なっていることを示す強力な証拠とのことです。

イオの内部は、木星や外側をまわるエウロパやガニメデといった衛星の潮汐力の影響で加熱され、火山活動が発生しています。イオの大気や火山活動を調べることは、潮汐加熱やイオの内部を知ることにもつながります。

研究チームでは今後、未解明の謎として残されているイオの下層大気の温度を測定することを目指しています。

Image Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello; NASA/JPL/Space Science Institute

(参照)アルマ望遠鏡

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