金星探査で私たちが成し遂げた6つの最も驚くべき発見 | 科学

他の惑星を研究する主な議論の 1 つは、それらが地球について私たちに何を教えてくれるのかということです。 彼らには生命が宿っていたのか、それとも宿っていたのか？ 彼らは私たちの惑星の過去についてどのような手がかりを提供できるでしょうか? 科学者が地球に似た惑星を調査したい場合、便利な機会の 1 つは金星です。

「金星は隣の系外惑星です」とNASAの惑星科学者であり、金星を表面から核まで研究するために2031年頃に打ち上げられるNASAの今後の金星探査ミッションVERITASの主任研究員でもあるスザンヌ・スムレカー氏は言う。

金星と地球は大きさと惑星構成が似ているため、双子の惑星となります。 地球と同様に、金星も活発に進化しています。 しかし、近くで見ると、両方の惑星はまったく似ていません。 地球には生命があふれているが、私たちの隣人はそれを打ち砕こうと決意しているようだ。 これらの分岐した物語により、金星は科学者にとってさらに魅力的なものとなっています。

今後10年で、米国、欧州、中国、インドが次々と宇宙船を地球に打ち上げるだろう。 成功すれば、彼らは人類が隣人に向けて取り組んできた40以上のロボットミッションの仲間入りをすることになる。 科学者たちは金星についてまだ発見すべきことがたくさんあるが、これらの過去のミッションは、初期の天文学者たちが地上の望遠鏡を覗いて作った何世紀にもわたる乱暴な誤解を覆す鍵となった。 ここでは、地球に最も近い兄弟である太陽から 2 番目の惑星に関するこれまでの主な発見のいくつかを紹介します。

1. 金星はその名に反して地獄のような場所

金星はローマの愛と豊饒の女神にちなんで名付けられました。宇宙時代以前は、この惑星に対する認識は SF によって推進されていました。 著者たちは、恐竜、ジャングル、沼地、海が生息する緑豊かな風景を思い起こさせました。 しかし、1960 年代の最初の金星接近により、そのような想像は終わりました。

1975 年、ソ連のベネラ 9 号着陸船が金星に着陸したときに、別の惑星の表面の最初の画像を撮影しました。 着陸船が見て感じたのは、敵対的な惑星でした。地球の90倍の圧倒的な大気圧と華氏887度の灼熱の温度を持つ、岩だらけの不毛の地形です。 この世界は生命が住めない世界だった。

1982 年、ベネラ 13 号と 14 号探査機から送られてきた金星表面の最初のカラー画像では、荒涼とした風景が確認されただけでした。 科学者たちは、地表には液体の水が存在しないことに同意しています。

ベネラのミッションは、小説作家を金星から遠ざける一方で、科学的関心への扉を開きました。 「それらは常に信じられないほどの転換点でした」とカリフォルニア大学リバーサイド校の惑星天体物理学者スティーブン・ケインは言う。 「私は思う」 [the photographs are] 私たちの文明の重要なマイルストーンの一つです。」

2. 金星はまだ地質学的に活動している

金星のクレーターの数が少ないことは、地質学的プロセスが古い地形を新鮮な地面のポケットにリサイクルしている可能性があることを示しています。 科学者らはクレーター密度から、金星の地殻表面は1億5000万年も前のものであると計算した。 (地球の大陸地殻の最も古い部分は 44 億年前に遡りますが、地球上で最も古い海洋地殻は 3 億 4,000 万年前に形成されました。)

さらに、金星は何千もの火山で覆われています。 1990 年代、マゼラン計画は、地表の少なくとも 85 パーセントが溶岩流で覆われていることを発見しました。 さらに、その硫黄が豊富な大気は、この惑星の火山が長い間噴火していたことを示唆しています。 しかし、これらは決定的な証拠ではなく、明らかな手がかりでした。 昨年発表された研究で古い画像から新たな証拠が見つかるまで、科学者たちは火山活動の様子を捉えたことがなかった。

ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所の惑星科学者ノーム・アイゼンバーグ氏は、「金星の最近の最大の発見の一つは、実際には過去30数年間、マゼランのデータの中に隠されていたものである」と語る。

古いレーダー画像を再検討した新しい研究では、8か月間隔で撮影された火山噴火口の妖精の輪の2枚の画像が一致した。 後の画像では、新鮮な溶岩が噴出して新しい平原を形成していました。 隣接する通気口は、まるでその頂部が部分的に吹き飛ばされたかのように、その大きさが大きくなったように見えた。 これらは火山が噴火した兆候でした。

金星には火山の噴火だけではありません。 この惑星は、横たわった巨人の胸が息を吐くように、場所によっては沈みます。 このプロセスは沈み込みと呼ばれ、メカニズムは異なりますが、地球でも発生する現象です。 金星の地殻は、プレートテクトニクスを考慮して地球のように明確に断片化されていません。 そのため、研究者らは、その沈み込みプロセスは火山の湧昇の発作によって引き起こされ、その後に長期にわたる沈下が続くと考えている。 この呼吸のような動きの残された手がかりは、1990 年代初頭にマゼラン計画によって検出されたコロナと呼ばれる地面の円形の窪みです。

ベリタスの主な目標の 1 つは、金星の沈み込み技術を確認し、研究することです。 より詳細な情報を理解することで、プレートテクトニクスが地球に始まる前の、地球自体の初期の時代に光を当てることができるかもしれない、とスムレカー氏は言う。

3. 不快な雲がその押しつぶすような雰囲気を漂わせています

金星は濃い大気を持っています。 1960 年代半ばに探査機ベネラ 4 号がそのガス状の鞘を通って降下したとき、その組成は主に二酸化炭素であることが測定されました。 科学者らは、空気が非常に厚いため、探査機が大気層全体を自由落下して地表に到達するにはほぼ1時間かかるだろうと計算した。

硫酸の雲は、地表から 40 ～ 37 マイルの高さで地球全体を一周しています。 それらには、人間の髪の毛よりも約100倍細い小さな酸性エアロゾルが含まれています。 これらの飛沫を総合すると、地球上の人口密集都市の大気汚染に似ています。 ウィスコンシン大学マディソン校の惑星科学者サンジェイ・リメイ氏は、「それは、たとえばニューデリーや北京に飛行機で到着したときに見られるもやのようなものです」と語る。

この雲の覆いは太陽光を強く反射するため、金星は空で太陽と月に次いで 3 番目に明るい天体として見えます。 古代文明は金星の輝く点を見て、それを星だと考えました。 彼らは金星を、やや誤解を招きやすいように「明けの明星」「宵の明星」と呼びました。 金星の不透明な空はまた、初期の天文学者が望遠鏡で金星の表面を見ることを妨げ、そのことが 20 世紀に至るまで、ベールに包まれた惑星に対する誤った仮定につながりました。

雲は穏やかではなく、常に動き続けており、2 ～ 4 日かけて地球の周りを飛び回ります。 何が彼らのスーパーローテーションを引き起こすのかは、依然として科学者を悩ませている疑問です。 一部の研究者は、金星の太陽に面した半球と太陽を避けた半球の間のわずかな温度差が、暖かい雲を上向きに、そして惑星のより冷たい面に向かって移動させるのではないかと示唆しています。

4. 金星は別の方向に回転します

地球を含む太陽系のほぼすべての惑星は、地軸を中心に反時計回りに回転しています。 ヴィーナスは時計回りにピルエットする唯一の変わり者だ。

科学者たちは、1960 年代に地上から雲を貫通するレーダー波を金星に照射した後、金星の逆行回転を発見しました。 彼らが発見したのは、惑星が243地球日で自転を完了するということで、これは太陽の周りを一周するのにかかる時間よりも18日長いということだった。

金星の謎の回転を説明できる仮説の 1 つは、惑星サイズの物体が原金星に衝突し、回転が逆転したというものです。 他の科学者は、初期の金星のスープ状の大気と内部の揺れの複合効果により、元の時計回りの回転が遅くなり、おそらくは停止したのではないかと理論立てています。 徐々に、この惑星は、太陽系の他の惑星と対立する、より安定した回転に陥った可能性があります。

5. かつて金星には液体の水が溜まっていた可能性がある

1978 年に大気圏を降下した際、パイオニア金星探査機は異常に高い重水素と水素の同位体比を記録しました。 この発見は、金星にはかつて液体の水があった可能性があることを示しているが、そのすべては時間の経過とともに地表から蒸発し、惑星から流出したという。

パイオニアのデータから、科学者たちは、かつてこの惑星には、地球を覆う平均深さ 30 フィートの海を形成するのに十分な水があったと計算しました。

かつて液体の水が存在していたことは、居住可能であった可能性のある穏やかな環境を示しています。 マゼランの地形スキャンに基づくコンピューター モデルは、この水和した地形が 7 億 1,500 万年前まで存在していた可能性を示唆しています。 言い換えれば、金星の居住可能な気候は、惑星が永久に乾燥するまで何十億年も持続した可能性があります。

それは生命が根付くのに十分な長さである可能性があります。 「私たちが知っている人生は、非常に粘り強いものです」とリマエ氏は言います。 「もし金星に液体の水があったのに、どういうわけか生命がなかったら、それはさらに大きな謎になるでしょう。」

おそらく、金星に生命体があったとしても、その後の灼熱の気候で生き残れなかったのか、あるいは温度がより快適で、酸性ではあるが水滴が空に点在する雲の中に移動したのかもしれません。 近年、科学者らは金星でバイオシグネチャーを検出したと報告したが、これらの主張には激しい論争があった。

民間ミッションである金星ライフファインダーは、金星の雲に生命や生命の誕生を示す興味深い指標である有機物が含まれているかどうかを研究するために進行中です。 Rocket Lab 社から輸送手段を確保したため、この研究は 2024 年末か 2025 年初めに開始される可能性があります。

6. 金星には暴走温室効果がある

金星が穏やかな惑星から熱狂的な惑星に変化するのは、温室効果の暴走によるものです。 この仮説は、アメリカの天文学者カール・セーガンが大学院時代に提唱したものです。 その後、マリナー 2 号が 1962 年に金星をかすめて通過した最初の宇宙船となったとき、測定された猛暑によって温室暴走理論が裏付けられました。

研究者らは、古代の太陽は今日よりも30パーセント暗かったと考えています。 私たちの星が温暖化するにつれて、金星も温暖化しました。 金星の表面は炭酸塩岩が壊れて二酸化炭素が空気中に放出されるほど高温になり、それがさらに温暖化を引き起こした。

地球では、自然の地質学的プロセスにより二酸化炭素が地下に隔離されます。 それは海に溶け、海底に沈殿し、プレートテクトニクスのベルトコンベアの作用により地殻の下に滑り込みます。 対照的に、金星には海洋も地殻活動もありません。 大気中に二酸化炭素が存在すると、温暖化が加速し、岩石からの二酸化炭素の放出がさらに促進されます。 今日、そのすべての熱が海洋を沸騰させ、鉛を溶かすのに十分な地獄のような表面温度をもたらしました。

科学者たちは、地球も私たちの暑い隣人と同じような灼熱のシナリオを経験する可能性があると述べています。 「地球は金星に変わるのか？」 それは可能だ」とケインは言う。 結局のところ、太陽は明るくなり続けます。 地球内部が冷えるにつれて、プレートテクトニクスが沈静化し、大気中の炭素のバランスをとる私たちの世界の能力がオフになる可能性があります。 温室効果の暴走が今から数百万年後にここで起こり、金星が地球の未来を映す鏡となるかもしれない。