ヨーロッパ、タイタンなどの氷衛星と冥王星の氷の状態を理論的に解明| sorae宇宙のポータルサイト

木星の衛星エウロパの画像。 NASAの木星探査機ガリレオが撮影された。 （Credit：NASA / JPL / University of Arizona）

岡山大学は12月23日、極低温および低圧条件で水とガスが存在する場合に、氷とガスハイドレートのを与えるかを理論的に正確に予測する方法を開発したことを発表しますた。 そして研究チームは、実際にこの方法を外惑星の衛星と冥王星などに適用して、その表面や内部の氷の状態を理論的に明らかにすることに成功しました。

水は宇宙空間で蒸発したり、氷の状態で存在しています。

そして恒星系での星から十分離れて水が氷に存在することができるラインを雪線（スノーライン）といいます。 太陽系と雪線は火星と木星の間の小惑星帯が近くにあります。

この雪線より外部の惑星とその衛星などには、水が氷の状態で存在するので、大量の氷が存在しています。

ところが、外惑星とその衛星、冥王星などの水とメタン、窒素などの気体が同時に存在する場合には、ガスハイドレートを出すことができますが、どのような条件でガスハイドレートを出すかについてよく知っていませんでした。 ちなみに、ガスハイドレートは、「メタン、窒素などの気体をもたらした氷 “で、優れた断熱性があります。

だから研究チームはいくつかの温度、圧力、組成比（気体と水組成比）などの条件でガスハイドレートができるのかを理論的に正確に予測する方法を開発した。 そして、この方法を適用して、外部の惑星の衛星、冥王星などの氷がどのような状態で存在することができるかを調査した。

と木星の衛星であるヨーロッパとガニメデのように希薄酸素大気と水が同時に存在する場合には、通常、氷があることがわかり気圧が高く、温度が低い土星の衛星タイタンと非常に温度が低い冥王星などは、通常の氷ができず、窒素とメタンを含むガスハイドレートだけあることを発見しました。

この中でも、特に注目したいのは、冥王星です。冥王星は、コアに含まれる放射性物質の崩壊熱によって氷が溶けた厚い氷の地殻の下には、広大な内部海が存在するとみなされます。

ただ、非常に低温冥王星でなぜ内部海が凍ってしまわかについてよく知っていませんでした。

しかし、2019年に北海道大学などの研究チームが冥王星の内部海氷の認識の間にガスハイドレート層があれば、ガスハイドレート層の断熱効果により、内部海が凍ってしまわ可能性があるという考えを発表しています。 研究チームによると、今回の研究成果は、北海道大学の研究チームが考えを強く支持するものです。

もしかしたら、冥王星の内部海にガスハイドレート層に守られて、何かの生命が存在することができませんね。

北海道大学などの研究チームの考えを分かりやすく解説したイラスト。 ガスハイドレートは、優れた断熱性がある。 （Image Credit：北海道大学）

Image Credit：NASA / JPL / University of Arizona /北海道
出典： 岡山大学
文/飯銅茂幸