太陽系のはるか彼方、カイパーベルトと呼ばれる氷と岩の地帯に矮小惑星冥王星があります。 そのため、この小さな天体には大量の氷が存在しています。 2015年7月にNASAの探査機ニュー・ホライズンズがこの小さな世界のそばを通過したとき、その表面と組成について新しい洞察が生まれました。
冥王星の表面
太陽から地球の30～50倍の距離にある冥王星の組成は、隣のガス惑星よりも、岩石の地球型惑星に類似していることがわかります。 ニュー・ホライズンズは、矮小惑星の表面は窒素の氷が主で、メタンと炭素が混じっているように見えることを明らかにしました。
探査機が壮大なフライバイを行ったとき、冥王星の主な特徴は、ミッションの科学者によって非公式に「トンバーグ・レジオ」と名付けられた巨大なハート型の領域でした。 (冥王星の地形名はすべて非公式なもので、国際天文学連合による承認はまだ下りていません）。
ニューホライズンズの地質・地球物理・画像チームのリーダーであるジェフ・ムーア氏は声明の中で、「東側の若くて凍った平原と、西側の暗くて激しくクレーターのある地形の間には、顕著な質感の違いがあります」と述べています。 科学者たちは、スプートニク・プラナムとして知られる心臓部の一部にあるブロックは、内部の凍った窒素によって運ばれた氷の塊で、海上の氷山のように時間をかけてゆっくりと移動しているのではないかと考えています。 心臓部に欠けているものはさらに重要で、平原にはクレーターが1つもないことから、表面が比較的新しいことがわかります。 クレーターの大きさはさまざまで、より大きな影響を受けているものもあります。 また、表面の色や明るさもさまざまで、黒、オレンジ、白などのバリエーションがあります。
冥王星のもう一つの特徴は、クトゥルー・レギオ、すなわち「鯨」である。 南半球に沿って横たわるCthulu Regioは、心臓に接する暗い領域である。 この暗い色は、複雑な炭化水素である “ソリン “で構成されている可能性がある。 激しいクレーターの発生は、この地域が数十億年前のもので、心臓よりかなり古いことを示唆している。
探査機が通過したときに昼と夜を分けた線に沿って、表面のある部分は「蛇の皮」のような外観をしています。
ワシントン大学セントルイス校のニューホライズンズ地質・地球物理・イメージング（GGI）チーム副リーダー、ウィリアム・マッキノン氏は声明の中で、「これは地質というより木の皮か竜の鱗のように見える」と述べています。 これは本当に解明するのに時間がかかるでしょう。おそらく、内部の地殻変動と冥王星の微光による氷の昇華の組み合わせなのでしょう」
ニューホライズンズが到着する前、冥王星の距離と小ささがその研究を困難なものにしていたのです。 そのため、天文学者はハッブル宇宙望遠鏡などの高度な光学機器を駆使して、矮小惑星を調査していました。 この強力な望遠鏡は、ここ数年、冥王星の周囲に新しい月を発見している。 科学者たちは、冥王星の最大の衛星であり、矮小惑星に近い大きさで組成も似ているカロンを使って、冥王星の表面を調査したのである。 カロンが冥王星と地球の間を通過するとき、日食によって表面からの光が遮られ、冥王星の明るさの変化が強調されるのです。 また、大きさが似ていることから「双子惑星」とも呼ばれる月を利用して、伴星の大きさや質量の計算を改善しました。
冥王星の内部
ニュー・ホライズンズが到着する前、冥王星は岩石の核を中心にした死の惑星と考えられていました。 この小さな世界の驚くべき若々しさは、内部が予想よりもはるかに活発であることを示唆しています。
スプートニク・プラナムの浮氷は、この小さな惑星の加熱プロセスについて、対流加熱セルがその形成を説明するのに役立つかもしれないという、いくつかの洞察を与えてくれます。 平原に接する氷山が対流域に達すると、セルの端に押しやられ、そこに溜まっていきます。 一つの塊は、非公式にチャレンジャー・コールと呼ばれ、長さ約37マイル（60キロメートル）、幅22マイル（35キロメートル）である。 冥王星は遠く離れたカイパーベルトにあり、同じような岩石と氷の天体がある。 これらの天体は、太陽系が誕生したときに残されたものである。 カイパーベルトには、矮小惑星や小惑星だけでなく、彗星も存在する。科学者は、冥王星が太陽に十分に近づけば、尾を引くだろうと考えている。 冥王星のコアは最初に形成されますが、冥王星のコアは形成中に十分な質量を集めることができず、本格的な惑星にエスカレートするのを助けませんでした。
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