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惑星科学:木星の極を取り囲むサイクロンの集団

Nature 555, 7695 doi: 10.1038/nature25491

木星の低緯度域における気象系を特徴付ける、よく知られた軸対称のゾーン(帯)とベルト(縞)は、高緯度域では広範に及ぶサイクロンの活動へと変化する。二次元の乱流とコリオリのβ効果(太陽系の巨大惑星におけるコリオリ力の南北方向の大きな変動)が組み合わさって、交互に並ぶ帯状流が形成される。帯状流は緯度が高くなるにつれて弱まり、これによって木星上では赤道のジェットから極の乱流への遷移が生じている可能性がある。浅水モデルを用いた巨大惑星のシミュレーションでは、赤道付近の交互に並ぶ流れと、極付近の周極性のサイクロンの両方が生み出され、この遷移が裏付けられている。木星の極域は、木星の自転軸の傾きが小さいため地球から観測できず、これまでの探査では探査機の軌道が木星の赤道面から遠く離れることがなかったため、ほとんど調べられていなかった。本論文では、探査機ジュノーが最初に軌道を5回周回した際に両極上で得られた可視光画像と赤外線画像から、巨大なサイクロンの持続的な多角形パターンが明らかになったことを報告する。北極では、極上にある1つのサイクロンの周囲に周極性のサイクロンが8つ観測され、南極では、極上の1つのサイクロンが5つの周極性サイクロンに取り囲まれていた。20分から4時間の間隔で得られた経時画像によって、サイクロンの円運動が立証された。コリオリのβ効果(この効果によってサイクロンの渦は自転軸の極へ向かって自然に動く)の結果として、極へ向かうサイクロンの移動が予想されるものの、今回観測されたサイクロンの配置は、土星の極域の六角形の特徴を含めて、他の惑星では前例がない。サイクロンが合体することなく持続する仕組みや、現在の配置へと進化してきた過程は分かっていない。

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