火星と土星の衛星タイタンは科学的に共通の関心の対象である。この2つの惑星には、地球に似た河川が流れているからだ。
火星の水道網は遥か昔に枯渇しましたが、タイタンの液体メタンとエタンの川は今もなお月面を流れています。どちらも科学的に興味深いものです。なぜなら、川が地球の環境形成において果たす役割を明らかにできる可能性があるからです。水が私たちの知る生命を支えてきた役割を考えると、これらの水路、いや、炭化水素の川は、地球外生命の兆候を発見する手がかりとなるかもしれません。
今回、研究チームは、火星の周回軌道を周回する探査機、そして火星の場合は塵に覆われた表面を横断する探査車から得られた画像を用いて、火星の干上がった水路とタイタンの活動的な帯状の領域を計算した。この研究結果は本日、米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に掲載された。
「火星では、今は死んでいる川を観測し、活発に流れていた頃の様子を想像できるタイムマシンのようなものが手に入ります」と、MITの惑星科学者でこの研究の共著者であるテイラー・ペロン氏はMITの発表で述べた。「タイタンの素晴らしいところは、それが活発な惑星だということです。この技術によって、今後長い間データが得られないであろう場所についても、現実的な予測を立てることができるのです。」
しかし、2030年代半ばにNASAが土星の衛星タイタンに無人機を送り込む計画が立てられることで、状況は一変するだろう。ドラゴンフライ・ミッションは2027年頃に打ち上げられる予定で、これまでは遠距離から収集されたデータに基づいて構築されてきたタイタンの理解を飛躍的に深めることになるだろう。さらに未来を見据えた、メタンの海と同様にタイタンの高密度の空を飛行できる無人機の設計図もあるが、これは先走りすぎている。
タイタンの地上からのデータが得られなかったため、ペロン氏のチームは、宇宙空間で20年間探査された後、2017年に土星の大気圏で崩壊したカッシーニが撮影したタイタンの画像を頼りにした。
研究者らは、もともと地球の水路の流量を測定するために設計された方程式を使用して、火星とタイタンの川の流量を計算しました。この方程式は、イリノイ大学の水文学者であり、新しい研究の共著者であるゲイリー・パーカーによって作成されました。パーカーはもともと、地球の河川システムの幅、深さ、傾斜が水路の流れをどのように定義するかを理解したいと考えていました。
この方程式は、火星とタイタン、具体的にはタイタンの巨大な湖に流れ込む川と、かつて湖があったと考えられている火星のクレーターに広がる干上がった三角州に適用できるよう調整された。
研究者らは、火星探査車キュリオシティが今も探査しているゲール・クレーターではおそらく10万年の間川が流れていたこと、また、探査車パーサヴィアランスが古代の微生物生命の痕跡を探しているジェゼロ・クレーター周辺では少なくとも100万年の間川が流れていたことを発見した。
「私たちが研究した火星の川は、単なる一時的なものではなく、生命にとって好ましい条件が維持されていた長期間にわたって流れていたようです」とペロン氏はギズモードへのメールで述べた。「タイタンは地球よりも小さいにもかかわらず、タイタンで研究した川の流量は地球の大河と同じくらい大きい可能性があります。」
タイタンの地図は、巨大な砂丘、メタンの嵐、炭化水素の海など、驚くべき世界を明らかにしました。多くの点で異星の惑星ですが、タイタンには大気があり、川や海が流れており、驚くほど地球に似ています。
現在は運用を終了したカッシーニ探査機が撮影したタイタンの画像は、厚い大気に覆われたこの惑星の、これまで知られていなかった側面を明らかにしました。ホイヘンス探査機は2005年にタイタンの表面に着陸し、約1時間後に月が暗くなる前に、月から地球に画像を送信することに成功しました。
「タイタンは地球に最も似た場所です」と、MITの惑星科学者でこの研究の筆頭著者でもあるサミュエル・バーチ氏はMITの発表で述べた。「私たちはまだそのほんの一部しか見ていません。タイタンの下にはもっと多くのものがあることが分かっており、この遠隔探査技術によって、私たちはその一歩に近づくことができるのです。」
ドラゴンフライがタイタンに到着するまで、科学者たちはタイタンの表面を理解するために、主にカッシーニのデータに基づいて作業を進める必要がある。ペロン氏は、タイタン周回探査機ミッションは研究者に「初めて眼鏡をかけるような」視界を与えるだろうと述べた。
今のところ、タイタンに河川デルタがほとんど存在しない理由など、疑問は残る。衛星タイタンの河川は、液体メタンとエタンを豊富に運ぶ能力があり、堆積物も豊富だが、地球の水路のような多岐にわたる構造を形成していない。研究者たちはその理由を解明しようと研究を続けており、その解明はタイタン自体に関する科学的理解を深めるだろう。
続き：タイタンの飛行機と月のパイプライン：NASAが未来の技術を検討中
