2つのかすかな環、まったく異なる2つの物語
天王星の最外周の環は、天文学者がかつて考えていたよりもはるかに似ていないようだ。New Scientist の新研究報道によると、ほぼ20年にわたるデータから、同惑星の mu 環と nu 環は組成が大きく異なることが分かり、それらに物質を供給していると考えられる小さな衛星や衛星片について新たな疑問が生じている。
この発見は、カリフォルニア大学バークレー校の Imke de Pater 率いるチームによるもので、ハワイのケック望遠鏡、ハッブル宇宙望遠鏡、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測を組み合わせた。これほど長い観測基線が重要なのは、天王星の外側の環が非常に暗く、その距離から詳細に研究するのが難しいためだ。
氷の青い環と、塵を含む赤い環
最も印象的な結果は、2つの環の対比だ。最も外側にある mu 環は、非常に青く見える。反射光からは、微細な氷の粒でできていることが示唆される。いっぽう nu 環は赤く見え、塵と、tholins と呼ばれる比較的複雑な有機分子を豊富に含んでいるように見える。
同じ遠い惑星系にある2つの環としては、これは大きな差異だ。1つのテーマの変奏というより、異なる供給メカニズム、異なる母天体、あるいは異なる衝突と補給の歴史を記録している可能性がある。
Mab が重要な謎として浮上
mu 環の供給源として有力なのは、Mab と呼ばれる小さな天王星の衛星だ。もしこの環が本当にそこから来た氷の粒で支配されているのなら、Mab は近くの衛星のような岩質ではなく、氷質であることを意味する。それだけでも興味深い異例の存在になる。
しかし、より大きな謎は組成だけではない。過程だ。研究者たちは、これらの微小な氷片がどのようにして Mab から取り除かれ、環へと広がっていくのか、まだ正確には分かっていない。ひとつの可能性は、微小隕石が衛星表面に衝突し、凍った物質を周囲の宇宙へ放出するというものだ。
New Scientist は、エンセラダスから供給される土星の E 環との魅力的な類似を指摘している。ただし、その比較にはすぐ限界も見えてくる。エンセラダスは噴出するプルームで有名だが、Mab の直径は約12キロメートルにすぎない。今回の研究に関わっていない Southwest Research Institute の Tracy Becker は、そんなに小さな衛星でプルームが起きるとは考えにくいと述べたが、それでも類似は魅力的だという。
nu 環は、その“作り手”を隠しているのかもしれない
nu 環には別の問題がある。塵っぽく赤みがかった環自体はそれほど珍しくないが、その塵を供給するはずの岩石質の天体はまだ特定されていない。これは、供給源の天体がかなり小さい可能性を示している。言い換えれば、この環は、天文学者がまだ直接見ていない物質の存在を示しているのかもしれない。
そのため、この系は単なる環の集まりとしてだけでなく、手がかりの地図としても興味深い。1つの環が氷の衛星を指し、もう1つがまだ発見されていない岩質の供給源を示すなら、天王星はその暗い見た目以上に動的な外部環境を抱えているのかもしれない。
乱された可能性のある環
研究では、nu 環の明るさが時間とともに変化していたことも分かった。報道によれば、その輝きは2003年から2006年の間に半減したという。1つの解釈は、2003年以前に環の中で大きな衝突が起き、構造が一時的に明るくなったというものだ。
もしこの解釈が正しければ、天王星の環系は静的な背景景観ではなく、衝突、塵の生成、物質の継続的な損失と再生によって形作られる活動的な環境だという考えを強めることになる。太陽系の中でも比較的静かな惑星と見なされがちな天王星にとって、これは印象を大きく変える結果だ。
なぜ重要か
- mu 環と nu 環は画像では似て見えるが、組成は異なるようだ。
- mu 環は氷っぽく青く見え、nu 環は塵っぽく赤く、tholins に富んでいるように見える。
- この研究は、Mab、見えない供給源天体、天王星系の衝突史について新たな疑問を投げかけている。
天王星はいまだに最も理解の進んでいない主要惑星の一つだ。こうした結果は、なぜ今なお継続的な注目に値するのかを示している。天文学者がようやく十分なデータを得れば、その最もかすかな構造でさえ、これまでの前提を覆しうるのだ。
この記事は New Scientist の報道に基づいています。元記事を読む。
Originally published on newscientist.com