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日本惑星科学会誌Vol. 29, No. 3, 2020

一番星へ行こう! 日本の金星探査機の挑戦 その43
〜明日の金星は今日より涼しい？〜Yeon Joo Lee1
訳：今村 剛 2（要旨）あかつきを含む複数の宇宙機による金星の紫外観測データを組み合わせることにより，金星のアルベドの長期変動が見出された．この変動は太陽光エネルギー収支に影響し，帯状風速度の変動をもたらしていると考えられる．この成果を報告した私たちの論文を紹介する．

図1： 4つの宇宙機による金星の紫外観測．ヴィーナスエクスプレス(2006～2014年)，メッセンジャー(2007年)，ハッブル宇宙望遠鏡(2011年)，あかつき(2011年，2015年〜2017年)．ヴィーナスエクスプレスとあかつきが画像を取得したのに対し，メッセンジャーとハッブル宇宙望遠鏡は印を付けた領域の分光スペクトルを取得した．(画像は文献[9]より引用)

金星は全天で太陽と月に次いで明るい天体で，肉から「未知吸収物質」と呼ばれています．吸収物質に眼で簡単に見ることができます．この明るさは太 陽はいくつか候補があり，O S S O，S 2 O，S x ，Fe C l 3 の光を宇宙空間にはね返す惑星規模の厚い雲層によほか [ 3,4]，微 生物の可能性 [ 5]まで挙げられていまるもので，可視域の反射率はほぼ100％に達します

す．化合組成を特定できていない主な理由は，観測[ 1]．しかし，1世紀前にRo s s [2] が金星の紫外線画されているような広い波長域に広がった吸収スペク像に暗い斑点を発見しました．その後多くの観測にトルや長い化学的寿命をどの候補物質もよく説明でよって，暗い斑点は金星の雲の中に常に存在していきないことです．て，その濃さと形 状が時間とともに変化することが未 知 吸 収 物 質は 主に 近 紫 外 域 ( 波 長 320 ～380

わかりました．驚くべきことに，現在に至るまでこのn m)で太陽光を吸収し，様々な雲の形態をこの波長紫外吸収の源は，その化学組成が未同定であること

域で 最もよく見ることが できます ( 図1)．そのため，
この未知吸収物質を追跡するために波長 365 n m付

1.ドイツ・ベルリン工科大学／
EU Horizon 2020 MSCA-IFフェローシップ
2.東京大学

近で多くの観測が行われてきました．吸収の強さは可視域である青色にかけて低下しますが，オレンジ色あたりまでも吸収が存在します [6]．太陽光エネル

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図2： 2006年から2018年にかけての低緯度の紫外アルベドの変化．ヴィーナスエクスプレス(2006-2014年)，ハッブル宇宙望遠鏡(2011)，あかつき(2015-2017)のデータを合わせて示したもの．(画像は文献[9]より引用)

ギーがこの波長域に集中しているため，この未知吸スとハッブル宇宙望遠鏡のデータに重複した傾向を収物質による太陽光エネルギーのわずかな吸収も雲確認できたほか，2007年のメッセンジャーのデータ層の加熱に重要な役割を果たしていると考えられまや2011年のあかつきのデータとも整合していました．

す [ 7- 9]．このことは，未知吸収物質の量の変化が大紫外アルベドの10 年スケールの長期変動の大きさは気加熱に直接影響する可能性を示唆しています．かファクター2に達し，そこに短期的な変化が重なってつて私たちは，未知吸収物質の空間分布が顕著にいることがわかりました．このような紫外アルベドの変化していることを示しました [8]．しかし，未知吸変化はこれまで想定されていなかったものです．

収物質の絶対量が変化しているかどうかは，絶対量紫外アルベドの 変 動 が 大 気の放 射エネルギー収の変化と観測機器の経 年変化の影 響の切り分けに支や力学に与える影響を解明するために，私たちは曖昧さが残るため，難しい問題でした．

モデル計 算をもとにさらなる解 析を行いました．ま今回私たちが発 表した論文では，単一の観測機ず，このレベルのアルベド変化があると大気中の太器のデータを用いるのではなく，近い時期に異なる陽光 加熱が−25%から＋40% 程度の範囲で変化す

機器で独立に測定された値を比較することにより未ることがわかりました．また，このような太 陽光 加知吸収物質の量的変化を求める方法を考えました

熱の変化は全 球的な大気循環に影 響を与え，雲頂[ 9]．私 たちはヴィーナスエクスプレス ( 2006 ～2014

高度での高速帯状風 (スーパーローテーション) の速年)，メッセンジャーの金星フライバイ( 2007年)，ハッ度が 変化しうることもわかりました．モデル計 算でブル 宇 宙 望 遠 鏡 ( 2011年 )， 金 星 探 査 機 あか つき

示された風速変化の大きさは，2006 年には80 〜90( 2011年，2015 年～2017年)が取得した紫外データをm /sだった風 速が 2012 年には110 m /sまで上昇し集め，太陽光散乱角や緯度領域など条件をそろえてて2016 年には95 m /sまで低下したという観測結果比較したところ(図1)，紫外アルベドの長期的な変化[ 10,11]とよく合って います．2006 〜2008 年と2016が見出されました．図2のようにヴィーナスエクスプレ年にはアルベドが 高かったため太 陽 光 エネルギー

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図3： アルベドの変化から帯状風速度の変化に至る一連の大気現象のイメージ．の吸収量が減り，結果として全球的な大気循環が弱明日の金星の天気が今日とは違うものになることはくなって帯状 風が遅くなっていたのでしょう．一方，わかっています．

2011〜2014 年のアルベドが 低かった時 期には逆の現象が起こり，太陽光エネルギーの吸収量が増えて帯状風が速くなったと考えられます(図3)．
我々の研究によって，金星の惑星規模の気象シス

参考文献[1] Zasova, L. V. et al., 1981, Adv. Space Res. 1, 13.

テムが長期変動していることがわかりました．このこ[2] Ross, F. E., 1928, Astrophys. J. 68, 57.とは金星で気候変動が生じていることを意味してお[3] Mills, F. P. et al., 2007, Geophys. Monogr. Ser.

り，もしそうであれば，金星は地球以外では初めて現在進行形の気候変動が見つかった惑星ということになります．一方で，これは気候変 動ではなく太陽

176, 73.(Washington, D. C.:AGU)[4] Frandsen, B. N. et al., 2016, Geophys. Res. Lett.
43, 11.

活動度サイクルに伴う周期的な変動である可能性も[5] Limaye, S. S. et al., 2018, Astrobiology 18, 1181.

あります．あかつきや，2020 年と2021年に予定され[6] Perez-Hoyos, S. et al., 2018, J. Geophys. Res.

るベピコロンボの金星フライバイ，そして将来の金星

123, 145.

探査ミッションにより継続的な観測を行うことによっ[7] Crisp, D., 1986, Icarus 67, 484.て初めて，現状を理解することができるでしょう．さ[8] Lee, Y. J. et al., 2015, Icarus 253, 1.

らに，将来の金星ミッションで未知吸収物質の直接[9] Lee, Y. J. et al., 2019, Astron. J. 158, 126.

サンプリングを行い化学組成を特定できれば，紫外[10] Khatunstev, I. V. et al., 2013, Icarus 226, 140.

アルベドの変 動の根本的な原因がわかるはずです．

[11] Horinouchi, T. et al., 2018, Earth Planets Space

それまでは，残念ながら今日の観測から明日の金星の天気を推測することはできません．しかしながら，

70, 10.