＜上図の解説＞：　ＮＡＳＡのハッブル宇宙望遠鏡が太陽系の四つの巨大な外惑星（木星、土星、天王星、海王星）を撮影したモンタージュ。それぞれが強調された色で示されている。イメージは、２０１４年から２０２４年までの約１０年間にわたって撮影された。この長い基線により、天文学者達は、１９８０年代の、ＮＡＳＡの惑星近接飛行探査機の鋭さで、各惑星の乱流大気の季節的変化を追跡することができる。これらのイメージは、外惑星大気遺産（OPAL：Outer Planet Atmospheres Legacy）と呼ばれるプログラムの下で撮影された。

１９８９年に海王星と遭遇したＮＡＳＡのボイジャーミッションは、人類初の太陽系の四つの巨大な外惑星のクローズアップ探査を完了した。１９７７年の打上げ以来、双子のボイジャー１号とボイジャー２号の宇宙船は、木星、土星、天王星、海王星が、科学者が想像していたよりもはるかに複雑であることを発見した。学ぶべきことはまだまだ多くあった。

ＮＡＳＡのハッブル外惑星大気遺産計画は、木星、土星、天王星、海王星の大気の力学と進化を理解するために、木星、土星、天王星、海王星の長期ベースライン観測を取得している。

ハッブル宇宙望遠鏡のイメージの鮮明さは、ボイジャー宇宙望遠鏡が外惑星に接近したときのイメージに匹敵し、ハッブル宇宙望遠鏡は、紫外線から近赤外線光までの波長に及ぶ。ハッブル宇宙望遠鏡は、雲の色、活動、大気の動きを一定の時間ベースで全球的に調査するための高い空間分解能とイメージの安定性を提供できる唯一の望遠鏡であり、気象や気候システムの基本的な力学を把握するのに役立つ。

四つの外側の惑星はすべて深層大気を持っており、固体の表面はない。その渦巻く大気には独自の気象システムがあり、色とりどりの雲の帯が描かれているものや、神秘的な大きな嵐が出現したり、何年も続くものもある。それぞれの外惑星には季節もあり、何年も続く。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の赤外線の機能は、この計画の観測を補完するために、外惑星の大気の深部を調査するために使用される。

複雑な振る舞いを追うことは、長年にわたって追跡されてきた地球のダイナミックな天気と、太陽が太陽系の天気に与える影響を理解することと似ている。また、遠く離れた四つの世界は、他の恒星を周回する類似の惑星の天気や気候を理解するための代理としても機能できる。

惑星科学者達は、ハッブル宇宙望遠鏡の１年間のデータが、それ自体は興味深いものの、外惑星の全貌を語っているわけではないことに気づいた。ハッブル宇宙望遠鏡のこの計画では、年に一度、地球に最も接近する惑星を定期的に観測している。

このハッブル宇宙望遠鏡の計画の下での１０年間の発見は、ワシントン D.C. で開催される１２月のアメリカ地球物理学連合の会議で発表される。

ひとつのハイライト

１、木　　　星

＜図の解説＞：　この木星の二つの視界は、ハッブル宇宙望遠鏡の広視野カメラ３（WFC3）科学機器のスペクトルフィルターによって提供される豊富な情報を示している。左の RGB 合成は、人間の目で見る色と同様の波長の三つのフィルターを使用して作成されている。右は、波長の境界が可視範囲を超えて広がり、紫外線(UV)(と赤外線領域にまで広がっている。人間はこれらの拡張波長を知覚することはできないが、一部の動物は赤外線や紫外線を検出することができる。この結果は、紫外線を吸収する高い靄がオレンジ色（上部と大赤斑を含む三つの大きな嵐)で示され、新たに形成された氷が白(赤道のすぐ北にあるコンパクトな嵐の煙)を示す鮮やかな円盤ができあがる。この計画のチームを含む天文学者達は、これらのフィルター(およびここには示されていない他のフィルター)を使用して、雲の厚さ、高度、および化学組成の違いを研究している。

木星の雲の帯は、形と色の絶え間なく変化する万華鏡を示している。木星には、サイクロン、高気圧、また太陽系最大の嵐である大赤斑など、常に荒天が続いている。木星は、数万キロメートルの深さの大気の上に、大部分がアンモニアの氷の結晶の雲で覆われている。

ハッブル宇宙望遠鏡の鮮明なイメージは、雲を追跡し、風、嵐、渦を測定するだけでなく、大赤斑のサイズ、形状、振る舞いを監視している。ハッブル宇宙望遠鏡は、そのサイズが縮小し続け、風が速くなっているのを追跡している。この計画のデータは、最近、成層圏のもやの「極地」に、紫外波長でのみ見える謎の暗い楕円がどのくらいの頻度で現れるかを測定した。地球とは異なり、木星はその軸に対して３度しか傾いていない（地球は 23.5 度）。季節的な変化は予想できないかも知れないが、木星の太陽からの距離は１２年間の軌道で約５％変動するため、計画では季節の影響について大気を綿密に監視している。ハッブル宇宙望遠鏡のもう一つの利点は、地上の天文台では、木星の２回の自転で木星を連続的に見ることができないことである。その間、地上の天文台は昼間になり、木星は翌日の夕方まで見えなくなる。

＜図の解説＞：　２０１５年から２０２４年にかけて、この計画の下で撮影された、木星のハッブルイメージを示す９枚のパネルコラージュで、ほぼ真の色（true color）である。計画では、大赤斑（GRS：Great Red Spot）、木星の帯状の雲の構造、その他の顕著な変化を経時的に追跡している。

＜ひとこと＞：　長くなりますので、土星等、その他の外部惑星の解説は‘連続記事’として掲載します。

大判はイメージをクリック（タップ）。ブログへ戻るときは“戻るキー”または右下の“ BLOG ボタン”から。

Dec 09, 2024