ガニメデの大気について詳しく解説

導入

ガニメデの雰囲気
一般情報
構成
二酸素	主要な部分
二水素	痕跡

木星の衛星であるガニメデの大気は、1972 年にインドネシアのボスカ天文台でアメリカ、インド、イギリスの天文学者チームによって発見されました。掩蔽中に検出されました。彼らは表面圧力を 1 μBar (0.1 Pa) と推定しました。

構成

1979 年、ボイジャー 1 号は月の接近中に恒星(ケンタウリκ) の食を観測しましたが、その結果は 1972 年に保持されたものとは異なりました。このときの測定は 200nm のより低い波長で行われました。それらは、1972 年の可視スペクトルから行われた測定よりもガスの存在に敏感でした。ボイジャーのデータでは大気は認められませんでした。表面における数密度の上限は１．５×１０ ^９ ｃｍ ^－３であり、これは２．５×１０ ^－５ μＢａｒ未満の表面圧力に相当する。これは、1972 年の測定値が楽観的すぎたことを示しています。

ボイジャーの調査にもかかわらず、ハッブル宇宙望遠鏡は1995 年にガニメデにエウロパのそれに似た酸素で構成された薄い大気の存在を明らかにしました。ハッブルは、波長 130.4 nm と 135.6 nm の紫外線中の酸素による夜の光を観測しました。このような発光は、二酸素が電子衝撃によって解離するときに発生し、主に O ₂で構成される雰囲気の存在を強調します。表面の数密度は1.2～7×10 ⁸ cm ^-3の範囲であり、0.2～1.2×10 ^-5 μBarの表面圧力に相当します。これらの値は、1981 年にボイジャーが収集した上限に関するデータと一致します。酸素は生命の存在の証拠ではありません。これはおそらく、ガニメデの表面の水氷が放射線によって水素と酸素に分裂するときに生成され、水素は質量が低いためすぐに宇宙に逃げます。

酸素の存在に関するさらなる証拠は、ガニメデの表面の氷に閉じ込められたガスのスペクトル検出からもたらされます。オゾン層の検出は 1996 年に発表され、1997 年には分光分析により二酸素二量体の吸収機能が明らかになりました。このような吸収は、酸素が濃厚相にある場合にのみ発生します。したがって、最良の候補は氷に閉じ込められた二酸素です。吸収二量体層の深さはアルベドではなく緯度と経度に依存します。ガニメデでは緯度が増加するにつれて吸収二量体層は減少する傾向にありますが、O _{3 は}逆の現象を示します。

エウロパで発見された直後の大気中のナトリウムの探索では、1997年には何も得られなかった。ガニメデ周辺のナトリウムの量はエウロパ周辺に比べて少なくとも13分の1少ない。これはおそらく地表の違いや磁気圏に高エネルギー粒子があるためと考えられる。ガニメディア大気のもう 1 つの微量成分は二水素です。水素原子は月の表面から3,000kmまで検出されています。それらの表面密度は１．５×１０ ^４ ｃｍ ^－３である。