Letter

宇宙:エンセラダスの虎の縞模様領域における凝結と壁への衝突で生じるプリューム中の速度の遅い塵

Nature 451, 7179 doi: 10.1038/nature06491

カッシーニ探査機の特筆すべき発見の1つは、土星の衛星エンセラダスの南極付近を源とする水蒸気と氷の粒子(塵)のプリュームである。そのデータは、水蒸気よりも粒子の速度がかなり小さいことを示しており、これは理解しがたい現象であった。ガスと塵は、プリューム中ではあまりに希薄なため相互作用しないので、この速度差は表面下で生じていると考えられる。本論文では、幅の変化する流路における粒子の凝結と成長に関するモデルについて報告する。粒子が繰り返し壁に衝突しガスにより再加速されることで有効な摩擦が生じ、これが粒子の減速に対する自然現象に基づいた説明になることを示す。我々は、塵のプリュームに観測された特性や推測される特性を再現する粒子の速さとサイズの分布を導出した。ガスは水の三重点付近で形成されるらしい。すなわちガスの密度は、260 K未満の温度での氷からの昇華に対応しており、計測される粒子フラックスを担うには、概して小さすぎる。言い換えると、このことは、エンセラダスの南極下に液体の水が存在することを示唆している。

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