天王星のピンク色の輝きを完全な 3D でご覧ください。

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リー・ビリングス著 クレア・キャメロン編集

天王星は太陽系の惑星の中で犯罪的に無視されてきました。太陽系の外縁にある海王星と同様、この「氷の巨人」の世界は太陽から非常に遠い（そして非常にかすかに見える）ため、私たちはたった1機の探査機、NASAのボイジャー2号をその目的地に送っただけであり、それは40年以上前のことだ。

1986 年 1 月下旬に完成したこの 1 回のフライバイは、かろうじて惑星の深さを探査することができました。そしてそのとき、太陽嵐が天王星の磁場を破壊し、科学者がボイジャー2号の観測から天王星について知ることができることは限られていた。

しかし、天王星の当たり障りのない外観にもかかわらず、それは多くの惑星のパズルを解く鍵となる可能性があります。これは、太陽の周りを逆行（時計回り）運動で回転する 2 つの主要な惑星のうちの 1 つであり、これほど極端な軸の傾きを持つ唯一の惑星であり、その回転軸は公転運動に対してほぼ垂直です。言い換えれば、天王星は、上に傾いて後方に回転する独楽のように、私たちの星の周りを公転しています。この天文学的な傾斜はおそらく、太陽系の歴史の初期に天王星と巨大な惑星が衝突したことによって生じ、地球年42年にわたる氷の巨人の奇妙な季節を引き起こしたと考えられています。また、天王星の重心と回転の中心とずれた、不均衡で混沌とした磁場を生み出すのにも役立っている可能性があります。

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しかし、天王星はある意味では奇妙であるが、別の点ではより典型的であるように見える。天文学者が他の恒星の周囲で発見した惑星系には、大きさと質量が天王星に似た世界が非常に多く存在するため、このクラスの惑星はおそらく銀河系で最も一般的である。したがって、惑星がどのように形成され、進化するかを理解したいのであれば、ここであろうと銀河全体であろうと、おそらく天王星をよりよく理解する必要があるでしょう。

NASA のジェームス・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) による巨大な氷塊の新たな観測結果が単なる美しい写真以上のものを提供するのはそのためです。惑星科学の博士号が率いる国際チームによって実施されます。パオラ・ティランティがやってくれました。イギリスのノーサンブリア大学の学生のコメントが掲載されました 地球物理学研究論文 2月19日。これまでの JWST の惑星観測では、新月が明らかにされ、世界の微細な環が図示されています。

新しい JWST データは、天王星のほぼ 1 日を捉え、氷の広大な電離層、オーロラが形成され太陽風と相互作用する大気圏の高層領域、および天王星の奇妙な磁場を移動する荷電粒子の温度と密度をマッピングします。データ—特に豊富な H を検出します₃⁺3 つの水素原子核で構成されるイオンは、地球上層大気のこれまでで最高の 3 次元マップを作成します。

ティランティ氏は声明で、「ウェッブ氏の感受性を使えば、エネルギーが地球の大気中をどのように上昇するかを追跡でき、不均衡な磁場の影響さえ見ることができる」と述べた。

同氏は、JWSTは天王星のオーロラが大気の下層を横切って通過する様子をよく把握していると述べた。 「ウェッブは今回、その衝突が大気圏のどの深さまで到達するかを示しました。天王星の垂直構造をこれほど詳細に明らかにすることで、ウェッブは氷の巨人のエネルギーバランスを理解するのに役立ちます。これは太陽系外の巨大惑星の特徴を明らかにするための重要な一歩です。」

観測によって確認されたものの、残念ながら解決されていない謎は、天王星の特に温度の低下に関するものです。何十年もの間、科学者たちは氷の巨人の上層大気が予想外に冷却していることを発見しており、これらの最新の測定はその傾向がまだ続いていることを示している。 JWSTは、天王星の上層大気の平均温度が摂氏約150度であることを観測したが、これはこれまでの観測で見られた値よりも低い。

JWST画像では、この惑星のオーロラは、天王星の大気の目に見える端の上に広がるピンク色に輝く斑点として見え、この画像には、氷の巨人の繊細な環系と極冠を囲む明るい雲も捉えられている。しかし、これらの画像にある天王星の輪や雲は、ほとんどが目の保養にすぎないと、天文学研究大学協会のJWST学際科学者であるハイディ・フンメル氏は言う。彼はこの研究には関与していない。オーロラは本物の科学の星です。

「これらのオーロラの検出は、惑星の内部磁場を直接表現するものであるため、非常に重要です」とハメル氏は言う。 「宇宙船を使わずに磁場を遠隔から調査する方法は他にありません。」

米国の天文学者らは、今後数年以内に別の探査機を天王星に送りたいと依然として望んでいるが、厳しい連邦予算と、エネルギー効率の高い惑星間旅行に必要な困難な時期により、このようなミッションは不都合にも遠い将来に延期される可能性がある。今のところ、科学者たちはJWSTの遠く離れた、しかし驚くべき見解に満足する必要があるかもしれない。

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