天文学者たちは、太陽系の複雑な謎を解明したかもしれない。それは、なぜ2つの巨大な氷惑星の色が違うのか、という謎だ。
天王星と海王星は多くの共通点を持っていますが、海王星はより深く鮮やかな青色をしています。天文学者チームは両惑星の大気モデルを作成し、天王星の大気中に過剰な霞が蓄積し、海王星と比較して乳白色を呈していることを発見しました。
天王星と海王星は太陽から7番目と8番目の惑星で、内惑星である岩石惑星よりもはるかに大きい。この2つの氷惑星は、大きさと質量がほぼ同じで、組成も似ており、自転速度も速い。
ハッブル宇宙望遠鏡、ジェミニ北望遠鏡、そしてNASA赤外線望遠鏡施設の観測データを用いて、研究者たちは二つの惑星について収集されたデータと一致する単一のモデルを作成しました。以前のモデルは特定の波長域で惑星の大気を捉えていましたが、この新しいモデルはより広い波長範囲を観測し、大気の複数の層を調査しました。
一般的に、惑星の色は、惑星がどのような元素でできているか、またその大気が太陽からの光をどう反射し吸収するかによって決まります。
海王星と天王星の色は、主に大気の中間層によって決まります。この層はヘイズ粒子で構成されており、天王星の方が海王星よりも厚い層になっています。これは、海王星の方が大気が活発で、メタンガスの粒子をかき混ぜてメタン氷を生成するためだと考えられます。このメタン氷はこの層のヘイズ粒子に凝縮して吹雪を引き起こし、海王星の大気中のヘイズの一部を除去します。この結果、両惑星の色がわずかに異なり、天王星のヘイズ層が厚いため、乳白色を呈しています。
「このモデルの開発が、氷惑星の大気中の雲やもやの理解に役立つことを期待していました」と、カリフォルニア大学バークレー校の天文学者マイク・ウォン氏はESAの発表で述べています。「天王星と海王星の色の違いを説明できたのは、思いがけないボーナスでした！」
10億マイル以上も離れたこれらの氷の巨星は、宇宙船で到達するのが困難ですが、科学者たちは、新たな探査ミッションによって太陽系に対する私たちの見方が一変すると考えています。これまでのところ、NASAのボイジャー2号は、1980年代に天王星と海王星を訪れた唯一の宇宙船です。しかし、米国科学・工学・医学アカデミーによる最近の報告書では、天王星を周回する宇宙船の設置と重力場と磁場の解明が求められており、この10年間の惑星科学の最重要課題として位置づけられています。
