宇宙探査

カリスト:クレーターに刻まれた古代史

直径4,821kmのカリストには、太陽系初期から残る古いクレーターと巨大な多重リング盆地Valhallaが刻まれています。氷の下には塩水の海がある可能性があります。木星の強い放射線帯から比較的離れているため、将来の有人探査拠点の候補としても注目されています。

Voyagerが撮影したValhalla盆地。明るい中心部と同心円状の構造が見えます
Voyagerが撮影したValhalla盆地。明るい中心部と同心円状の構造が見えます
画像クレジット: NASA / Calvin J. Hamilton · Public domain · 画像の出典を見る ↗

基本情報

直径
4,821km
木星からの距離
約188万km
公転周期
約16.7日

直径4,821kmのカリストは水星に迫る大きさで、木星では2番目、太陽系全体では3番目に大きな衛星です。1610年1月にガリレオ・ガリレイが発見しました。ガリレオ衛星のうち最も外側を回り、現在活動する火山や巨大な噴出は知られていません。その静かな表面には、長大な衝突の歴史が刻まれています。

太古から残る、クレーターで飽和した表面

カリストは木星から約188万kmの距離を、地球時間の16.7日で一周します。潮汐加熱が弱いため地質活動は早くに静まり、表面の年代は40億年以上。新しい衝突跡が古いクレーターへ重なるほど、ほぼ全面がクレーターで埋め尽くされています。若く明るい傷跡は暗い古代地形と対照的で、表面温度は平均約−139°Cです。

ガリレオ探査機が接写した明るいDohクレーターと、Asgard盆地中央部のドーム
ガリレオ探査機が接写した明るいDohクレーターと、Asgard盆地中央部のドーム
画像クレジット: NASA/JPL · Public domain · 画像の出典を見る ↗

ヴァルハラの同心円

幅約600kmの明るい中心域を、全体で約3,800kmに広がる環状構造が囲んでいます。この巨大な多重リング盆地は、太古の衝突で氷の地殻を波が伝わり、同心円状の構造を残して形成されたと考えられています。

ヴァルハラの明るい中心域と同心円状のリングを捉えたVoyager画像
ヴァルハラの明るい中心域と同心円状のリングを捉えたVoyager画像
画像クレジット: NASA / Calvin J. Hamilton · Public domain · 画像の出典を見る ↗

氷、海の可能性、混ざり合った内部

約1.83g/cm³という密度から、岩石と氷がほぼ同程度含まれると考えられます。内部がはっきり分化したガニメデとは異なり、カリストでは氷と岩石が徐々に割合を変えながら混ざり、深部ほど岩石が多い可能性があります。厚さ約100〜200kmの氷殻の下には、塩分を含む地下海が存在するかもしれません。二酸化炭素を主成分とする大気は、きわめて希薄です。

クレーターに覆われた表面、厚い氷殻、地下海の可能性、氷と岩石が混ざる内部を示したカリストの模式図
クレーターに覆われた表面、厚い氷殻、地下海の可能性、氷と岩石が混ざる内部を示したカリストの模式図
画像クレジット: NASA/JPL · Public domain · 画像の出典を見る ↗

地下海を示す手掛かり

1996〜1997年のGalileoフライバイでは、木星磁場の変化に応じる磁気的な反応が測定されました。深さ10kmを超える可能性がある、電気を通す液体層なら説明できます。再解析も地下海説を支持していますが、電離圏の影響が一部含まれる可能性があります。カリストが「海洋世界」だという結論は、まだ確定していません。

人間は基地を造れる?

エウロパ周辺より放射線が弱く、地表が安定し、水の氷があるカリストは基地候補として注目されます。重力は地球の約8分の1で、地球で質量40kgの子どもが床を押す力は、地球上で約5kgの物体が及ぼす重さに相当します。

ただし呼吸できる大気はなく、極低温で、補給物資は数億kmを越えて運ばなければなりません。基地には密閉された、あるいは地下に造る居住区が必要です。

深宇宙の前進基地になる?

NASAが2000年代初めに検討したHOPE構想には、カリスト付近での有人探査が含まれていました。ESAのJUICEは2023年4月に打ち上げられ、2031年7月に木星へ到着する予定です。複数回のフライバイで、地下海の可能性を詳しく調べます。

クレーターに覆われたカリストの氷表面近くを通過するJUICEの想像図
クレーターに覆われたカリストの氷表面近くを通過するJUICEの想像図
画像クレジット: ESA · CC BY-SA 3.0 IGO · 画像の出典を見る ↗

参考資料