火星の北半球にメイブンが観測した、紫外線の波長のオーロラを紫で示したイラスト。（ILLUSTRATION COURTESY NASA, UNIVERSITY OF COLORADO）

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火星軌道を周回中の探査機メイブン（MAVEN）から、二つのサプライズが届いた。大気の下層部で発生した珍しいオーロラと、謎のダスト雲である。NASAの研究チームが18日、月・惑星科学国際会議（Lunar and Planetary Science Conference）で発表した。

同プロジェクトの主任調査員、ブルース・ジャコスキーは「ダスト雲に含まれる塵（ちり）がどこから来たかはわかりません」と述べ、この塵が2012年にやはり火星で発見された謎のプルームとは無関係であることを示唆した。

クリスマスの光

火星のオーロラは過去にも観測されたことがあるが、今回観測されたものは、そのどれにも似ていない。クリスマス直前の5日間、高度50～100キロの下層大気内で光を放ったオーロラは、北半球の大半を覆った。火星の昼側において紫外線の波長で観測されたこの現象を、科学者らは「クリスマスの光」と名付けた。

地球のオーロラと同様、火星のそれも、大気中の原子に電子が衝突して発生する。しかし、火星には地磁気がないため、それらの粒子が大気のずっと奥深くまで入り込める。ジャコスキーらは、太陽から吹きつける粒子の嵐がオーロラの原因であると考えている。

塵の謎

もう一つのサプライズ、謎のダスト雲は、主に高度150～300キロ付近で発見された。1000キロ以上の上空でも発見されている。火星がほこりっぽい星であることは周知の事実だが、それがここまで高く舞い上がることは、普通であればない。

このダスト雲の成分はわかっていない。それどころか、これが恒久的な現象なのか、また正確にどこから来たのかは、さらに深い謎に包まれている。

「火星の軌道高度で、塵またはデブリの層が発見されたのはこれが初めてです」とジャコスキーは言う。

月・惑星科学国際会議で発表したコロラド大学のレイラ・アンダーソンは、これらの塵は火星大気の低い方から来たと考えるのが最有力だが、このような高高度まで舞い上がった理由はわからないと述べた。

一方、ジャコスキーは火星の衛星「フォボス」と「ダイモス」から塵が飛来した可能性を指摘している。また、この塵によるメイブンへの悪影響はないはずだとも述べた。

彗星の接近

火星にはかつて、今よりももっと厚く、密度の高い大気があった。そのため、温かい気温と豊富な水が保たれていた。メイブンの最終目標は、その大気が宇宙に逃げた理由を突きとめることである。おかげで火星は寒くなり、水分も失われてしまった。現在、失われた気体と水の量、地中に閉じ込められた量の推定が行われている。

メイブンは2013年11月に打ち上げられ、翌年の9月に火星に到達した。その数カ月後、彗星「Siding Spring」が火星から14万キロ圏内に接近した。彗星のデブリによる損傷を避けるため、軌道周回中のほかの探査機と同様、メイブンもセーフモードに入った。

再起動後、彗星通過の痕跡があちこちで見つかった。流星雨（壮観だったに違いない）によって、上層大気に大量の金属元素がもたらされていた。チタン、マグネシウム、鉄など様々な種類の金属だ。「このタイプの層は地球にはありますが、火星で金属イオン層が発見されたのは初めてです」とジャコスキー。

その後、メイブンが高度を下げると、別の金属層が発見された。これも複数の彗星などによって継続的にもたらされたものだろう。ジャコスキーは言う。「私たちは、年間を通してコンスタントに、ランダムに、散発的にやってくる塵が生み出した、寿命の長い層を目の当たりにしたのです」