13年前、土星探査機カッシーニ・ホイヘンスが土星を周回していた当時、最初のミッションを終える前、搭載された望遠鏡群が未知の紫外線信号を観測しました。この興味深いデータはつい最近になって検証され、国際研究チームは、土星で2番目に大きい衛星レアにヒドラジンが存在することを示唆しているのではないかと推測しています。
英国、台湾、インド、米国の科学者が参加するこの研究は、横向きの冷蔵庫のような巨大な望遠鏡「UVIS」から提供されたスペクトルデータを使用しました。（UVISは冷蔵庫よりもはるかに技術的に複雑で、2017年にカッシーニが土星の大気圏に突入した際に、残りの部分と共に破壊されました。）2007年と2011年のレアへのフライバイ中にカッシーニが収集したデータは、この氷の衛星から発せられる未確認の分光特性を示していました。つまり、レアの何かが紫外線を吸収しており、研究チームはその原因となる分子を解明しようとしていました。この研究結果は本日、科学誌「Science Advances」に掲載されました。
「土星系（レア）でヒドラジン一水和物が検出された可能性は、土星の氷衛星の氷層内にアンモニアが存在する可能性を示唆している点で重要です」と、英国オープン大学の天体物理学者でこの論文の筆頭著者であるマーク・エロウィッツ氏はメールで述べた。「アンモニアが重要なのは、水と氷の混合物の凝固点を下げる可能性があるため、土星の氷衛星の一部に地下海が存在する可能性が高まるからです。」
今回の研究はエロウィッツ博士の博士論文から生まれたもので、博士論文では土星の82余りの衛星の一つであるディオネの反射スペクトルも調査されているが、この分析は今回の論文には含まれていない。注目すべきは、カッシーニが宇宙空間を航行するためにヒドラジン燃料を使用していたことであり、これは探査機が自らの排気ガスを検知していた可能性を示唆している。しかし、レアのフライバイはヒドラジンスラスタによるものではなく、当時は作動していなかったため、研究チームはそのようなことは起こっていないと考えている。
https://gizmodo.com/scientists-uncover-new-organic-molecules-coming-off-sat-1838716488
吸収帯の原因として最も有力視されているのはヒドラジンですが、別の説明として塩素含有化合物の陰謀説も挙げられます。ヒドラジンは化学的に見て、塩素系化学物質よりも生成しやすいため、やや納得がいきます。「塩素系化学物質はレアに内部海の存在を必要とします」とエロウィッツ氏は言います。
どちらのシナリオでも、これは太陽系外縁部で何らかの有機化学反応が起こっていることを示す証拠です。一部の宇宙生物学者は、土星の衛星であるエンケラドゥスとタイタンには、地球外生命が存在する可能性があると考えています。
「ヒドラジンの存在は、氷衛星の表面が複雑な分子、特に生命の起源に必要な生体分子の前駆体を作る化学工場として機能していることを示している」と、論文の共著者でインド・アーメダバードの物理学研究所の宇宙化学者バラムルガン・シヴァラマン氏は電子メールで述べた。
レアで吸収帯が検出されたものの、研究チームはその原因が何であれ、それがこの衛星固有のものであるかどうかは確信が持てない。すぐ近くには土星最大の衛星タイタンがあり、太陽系で唯一、大気を持つ衛星である。研究チームは、ヒドラジンがレアでアンモニアと水氷の化学反応によって生成されなかったとすれば、タイタンの窒素に富む大気から飛び出して、この小さな衛星に降り注いだ可能性があると主張している。
「ヒドラジンがタイタンの大気中で生成され、レアに運ばれた可能性があるという考えは、惑星系内の個々の天体、そしてそれらの前身となる若い恒星が孤立して存在しているわけではないことを思い出させてくれます」と、カリフォルニア工科大学の天体化学者オリビア・ハーパー・ウィルキンス氏はメールで述べた。ウィルキンス氏は今回の研究には関わっていない。「NASAが計画しているドラゴンフライ・ミッションによって、ヒドラジンがタイタンで発生したのかどうか、そしてもしそうなら、そのヒドラジン（あるいは他の分子）が土星の他の衛星に運ばれたのかどうか、より深く理解できるようになるのか、非常に興味深く見守っています。」
https://gizmodo.com/nasa-is-officially-sending-an-aerial-drone-to-titan-and-1835918159
確かに、今後のミッションは太陽系外縁部への理解を深めるはずです。残念ながら、ドラゴンフライのタイタン探査は2030年代まで待たなければなりません。この探査によって、多くの疑問が解明され、新たな疑問も数多く浮かび上がってくることでしょう。
