衛星タイタンで有機分子が大きく偏っている分布を発見…国際研究チーム

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アルマ望遠鏡、タイタンの大気中で有機分子の偏りを発見
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アメリカ航空宇宙局(NASA)ゴダード宇宙飛行センターのマーティン・コーディナー氏が率いる国際研究チームは、アルマ望遠鏡による土星の衛星「タイタン」の観測で、大気の中で有機分子が大きく偏って分布していることを発見した。

タイタンの大気中には強い風が吹いているため、分布の偏りはすぐに拡散してしまうと考えられてきたが、従来の考えを覆す成果となった。今回の発見は、3分間という短時間の観測で得られたものだが、世界で起こる、複雑な化学反応の過程を理解する糸口になる可能性がある。

発見された東西方向の分子の偏りは、タイタンの大気では初めてで原因は不明。

タイタンは厚い大気と湖、川、海を持ち、太陽系の中でもっとも地球に似た天体だが、極寒の表面にあるのは水ではなく、メタンやエタンのような有機分子の液体。また、タイタンの大気は、太陽光と土星の磁場のエネルギーによって多彩な有機分子が作られており、現在のタイタンの大気は、生まれて間もないころの地球の大気と化学的な特徴が似ていると考えられている。今回の発見は、地球の歴史を探るうえでも重要なターゲットとなる。

研究チームは、アルマ望遠鏡の高い感度と解像度を活かし、タイタンの大気におけるシアン化水素(HCN)の異性体HNCとシアノアセチレン(HC3N)の分布を調べた。シアノアセチレンは、全体としてはタイタンの北極と南極上空に集まっているように見えた。これは、タイタンではある種の分子が極地方の上空に濃集しているというNASAの土星探査機カッシーニによる観測結果と一致する。

研究者が地表高度による分子ガスの分布の違いを調べた際、もっとも上層(地表から300km以上)の大気では、シアノアセチレンの濃集が両極上空から、ずれたところで起きていた。また、HNC分子も、シアノアセチレンと同様、上層大気では両極上空からずれたところに集まっていることが分かった。

タイタンの大気中では東西方向に秒速60mという強い風が吹いているため、これまでは分子の分布の偏りが発生したとしてもすぐに均一化されていると考えられており、発見は予想外だった。

今回の発見は、アルマ望遠鏡にとって太陽系主要天体の大気を対象とした初めての観測成果となる。

この研究成果は、10月22日発行の天文学専門誌「アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ」に掲載された。
《レスポンス編集部》

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