土星探査機カッシーニが最後の任務へ 大気成分を採取

ジョナサン・エイモスBBC科学担当編集委員

画像提供, NASA/JPL-Caltech 画像説明, カッシーニは最後の任務で土星の大気に「足指を入れる」

米航空宇宙局（NASA）などが開発した土星探査機カッシーニは13日、土星の大気に接触する最後の任務を実施する。

土星の複数の輪と大気の間を周回しているカッシーニは来月、土星の大気に突入して任務を終える予定。今回、5回にわたって大気の外側に触れることで、土星の構成に関するこれまでにない情報が得られると期待されている。

カッシーニはまず、13日午前4時22分（日本時間午後2時22分）に土星の雲の上1600キロをかすめる。これにより、大気上層の外部にあるガスを採取できる。

欧州宇宙機関（ESA）でカッシーニ計画を担当する科学者ニコラス・アルトベッリ氏によると、土星の構成は約75％が水素で、他のわずかな物質を除けば、残りはヘリウムだと考えられている。

アルトベッリ氏はBBCニュースに対し、「重い方のヘリウムが下に沈んでいっているという想定だ」と述べた上で、「土星は太陽から吸収する以上のエネルギーを発散している。それはつまり、いくらかの重力エネルギーを失っているということだ。なので、上層部の水素とヘリウムの構成を正確に計測できれば、内部の全体構成を知るための枠組みができる」と語った。

カッシーニは大気に触れることで推進力が落ちるため、高度を維持するためにエンジンを使う必要があるかもしれない。しかし担当の科学者たちは、接触による影響への対応は十分可能で、来月15日に予定される大気突入までの残る4回の接触では、さらに深く大気に触れられるかもしれないと考えている。

画像提供, NASA/JPL-CALTECH 画像説明, 土星の大気と輪の間の狭い空間を飛行するカッシーニの想像図

カッシーニ計画では、まだ土星についていくつか大きな疑問を解明できていない。その一つが、土星の1日の長さについてだ。

研究者たちは、土星の1日は約10時間半くらいだとは分かっているが、より正確な長さを知りたいと考えている。

土星の磁場と自転軸の傾きのずれを見つけることによって計測できるはずだが、これまでは二つがほぼ完璧に並んでいる状態しか観測されていない。

NASAのカッシーニ計画を担当するリンダ・スピルカー氏は、「我々が知るあらゆる磁場理論にもとづくと、ずれがなくてはならない」と話す。「磁場を作り出すには、土星内部で金属水素層内で流れを維持する必要があり、ずれがなければ磁場はなくなるだけだという理屈だ」。

「いったいどうなっているのか。ずれの発見を妨害しているものが何かあるのか、あるいは新しい理論が必要なのか。しかし、傾きがなければ、小さな揺らぎを見られなければ、1日の長さをより正確に知ることはできない」

スピルカー氏は、謎を解くための研究が続けられると語った。

カッシーニ計画には米欧機関に加えてイタリアの宇宙機関も参加している。20年前に打ち上げられたカッシーニは燃料が尽きつつあり、ほどなく制御不能に陥る。

科学者たちはカッシーニが土星の衛星のタイタンやエンケラドスに衝突する事態を避けたいと考えており、土星の大気への意図的な突入による破壊が唯一の方法だった。タイタンとエンケラドスには微生物が存在できる環境があると考えられている。