宇宙探査

氷の下に海がある?

木星の衛星エウロパは月より少し小さく、厚い氷の下に地球の海を合わせた量の約2倍もの水を含む全球海があると考えられています。海底にエネルギー源があれば生命に適した環境が成立しうるため、地球外生命を探す最重要候補の一つです。2024年に打ち上げられたEuropa Clipperは2030年に木星へ到着する予定です。

木星を背景に、エウロパから水蒸気の噴出が立ち上る様子を描いた想像図
木星を背景に、エウロパから水蒸気の噴出が立ち上る様子を描いた想像図
画像クレジット: NASA/ESA/K. Retherford/SWRI · Public domain · 画像の出典を見る ↗

基本情報

直径
約3,122km
公転周期
木星の周りを約3.55日
表面温度
約−223〜−148℃

エウロパの凍った表面は、全球を覆う海のふたかもしれません。直径は約3,122kmで、ガリレオ衛星では最小、地球の月よりわずかに小さい天体です。隠された水の量は地球の全海洋を上回る可能性があり、生命が暮らせる環境を探る最重要候補の一つです。

若く、ひび割れた表面

ガリレオ・ガリレイは1610年にエウロパを記録しましたが、クレーターが驚くほど少ない表面を明らかにしたのは1979年のVoyagerフライバイでした。長く赤みを帯びた尾根は、氷の亀裂や内部物質の上昇を示す可能性があります。Conamara Chaosでは、地形が崩れた当時、その下に液体またはシャーベット状の物質があったことを思わせる、移動した氷塊が見られます。

壊れて移動した氷のいかだと、再凍結した物質が見えるConamara Chaosの高解像度画像
壊れて移動した氷のいかだと、再凍結した物質が見えるConamara Chaosの高解像度画像
画像クレジット: NASA/JPL · Public domain · 画像の出典を見る ↗

氷、海、岩石、金属

約3g/cm³という密度から、エウロパが単なる氷の球ではないと分かります。モデルでは、厚さ約15〜25kmの氷殻、その下に深さ80〜100kmほどの海、岩石質のマントル、金属核が想定されています。Galileoが測定した誘導磁場は、電気を通す塩水層があることを強く示します。

氷殻、液体の海、岩石質マントル、金属核からなるエウロパ内部の模式図
氷殻、液体の海、岩石質マントル、金属核からなるエウロパ内部の模式図
画像クレジット: NASA · Public domain · 画像の出典を見る ↗

海はなぜ凍らない?

表面温度は−160°Cを下回りますが、潮汐が内部へ熱を供給します。エウロパは約3.55日で木星を一周し、わずかに楕円の軌道と他衛星との軌道共鳴によって、繰り返し変形します。海には地球の海水量のおよそ2倍が含まれ、数十億年にわたって液体を保ってきた可能性があります。

水蒸気の噴出はある?

Hubble宇宙望遠鏡は2012年12月、南極付近で紫外線による水素と酸素の特徴を捉え、高さ約200kmの噴出物と解釈されました。その後の観測では、木星を背景にした影のような像も報告されています。ただし信号は観測装置の検出限界に近く、現在も議論が続いています。噴出が実在するなら、探査機は氷殻を掘り抜かずに海由来の物質を採取できるかもしれません。

木星を背景に、エウロパから水蒸気が噴き出す様子の想像図
木星を背景に、エウロパから水蒸気が噴き出す様子の想像図
画像クレジット: NASA/ESA/K. Retherford/SWRI · Public domain · 画像の出典を見る ↗

氷の下に生命は存在できる?

まだ分かりません。エウロパには液体の水、化学物質、潮汐や熱水活動による利用可能なエネルギーがそろう可能性があります。地球の深海生態系は、生命に太陽光が必須とは限らないことを示します。しかし、エウロパで生命の証拠はまだ見つかっていません。

Europa Clipperは航行中

2024年10月14日にFalcon Heavyで打ち上げられたEuropa Clipperは、太陽電池アレイを広げると全幅30mを超えます。2030年4月に到着し、木星周回軌道からエウロパへ約50回接近する予定で、一部は氷表面から約25kmまで近づきます。生命そのものを直接探すのではなく、生命を支えられる環境かどうかを調べます。

Europa Clipperの大型太陽電池アレイ、高利得アンテナ、磁力計ブームを示した図
Europa Clipperの大型太陽電池アレイ、高利得アンテナ、磁力計ブームを示した図
画像クレジット: NASA/JPL · Public domain · 画像の出典を見る ↗

参考資料