木星にも雷や雹は存在するが、新たな研究によると、それらは地球上でよく見られるものとは大きく異なる種類のものである。
今週ネイチャー誌に掲載された新たな研究によると、木星の浅い雷は地球のように水を含んだ雲から発生するのではなく、水とアンモニアの両方を含んだ雲から発生するという。
『Journal of Geophysical Research: Planets』に掲載された関連研究で、科学者たちは、これらの雷雨が、研究者の用語で「マッシュボール」と呼ばれる雹の形で予期せぬ天候を引き起こす可能性があることを実証しました。これらのドロドロとした球体は巨大ガス惑星の深部へと落下し、アンモニアをその深層へと運びます。
惑星科学者たちは数十年前から木星の雷の存在を認識しており、地球と同様の条件、つまり水雲から発生し、氷点近くの気温で発生すると考えられてきました。しかし、これが成り立つためには、木星の雲頂から45～65キロメートル下方の高度で雷が発生する必要があります。問題は、NASAの探査機ジュノーによる観測で、木星の大気圏のかなり上空で、より小さく浅い閃光が観測されたことです。
カリフォルニア工科大学の惑星科学者ハイジ・ベッカー氏と同僚たちは、ネイチャー誌に掲載された新たな研究論文で、この一見矛盾する現象について、もっともらしい説明を提示している。大気深層部の嵐が水氷結晶を巨大ガス惑星の水雲の上約25キロメートル（16マイル）の高層大気へと投げ上げる。そして、この高高度で氷結晶がアンモニアと接触し、アンモニアと水の混合液が形成される。この高度では気温が華氏マイナス126度（摂氏マイナス88度）に達するが、アンモニアが氷を溶かすのだ。
「この高度では、アンモニアは不凍液のように働き、氷の融点を下げ、アンモニア水液体の雲の形成を可能にします」とベッカー氏はNASAジェット推進研究所のプレスリリースで説明した。「この新しい状態では、落下するアンモニア水液体の液滴が上昇する氷結晶と衝突し、雲に電気を帯びさせることができます。アンモニア水雲は地球上に存在しないため、これは大きな驚きでした。」
都合よくも、この説明は木星に関するもう一つの謎、つまりアンモニアが欠落している不均一な隙間を解明したようだ。科学者たちは以前、アンモニアの欠落は雨によって引き起こされると考えていた。雨は、アンモニアと水の湿った混合物が深層に沈殿する現象だと考えられていた。しかし、このシナリオの計算はうまくいかなかった。想定される雨は、アンモニアの減少を検知したジュノーのマイクロ波放射計の観測結果と一致するほど深くまで降下することができないからだ。
地球物理学研究ジャーナルに掲載された新たな研究論文によると、科学者たちの推測は正しかったようだ。しかし、ベッカー氏も共著者であるこの論文では、雨を原因として挙げるのではなく、別の種類の降水、すなわち雹（ひょう）を仮定している。
研究者たちが「マッシュボール」と呼ぶこれらの雹は、水とアンモニアからできています。地球の大気圏で雹が形成されるのと同様に、マッシュボールは小さな種子から始まり、激しい風によって空中に舞い上がりながら大きく成長していきます。最終的に、これらのドロドロとした球体は重くなりすぎて深層へと落下し、暖かい気温で蒸発します。
「結局のところ、アンモニアは実際には消えたわけではなく、水と混ざって姿を隠した状態で下方に運ばれてきただけだ」と、研究の共著者でサンアントニオのサウスウエスト研究所のジュノー主任研究者スコット・ボルトン氏はJPLのプレスリリースで説明した。
https://gizmodo.com/jupiter-just-sprouted-a-brand-new-spot-1844258354
したがって、新しい理論は、失われたアンモニアがどこへ行ったかを示すことに加えて、木星の大気中での失われたアンモニアの不均一な分布も説明する。
一つの科学的発見が次の発見につながるというのは本当に素晴らしいことです。まさにここで起こったことです。科学的探求の中には、余計なもの、あるいは自己満足的なものに思えるものもありますが、この二つの論文が示すように、私たちはそれが私たちをどこへ導くのか、必ずしも予測できるわけではありません。
