金星の気象は現在も変化しているか？
- 紫外アルベド１０年規模の変化Astronomical Journal, 2019, 158:126(doi: 10.3847/1538-3881/ab3120)

リー 他*
*東京大学
現在 ベルリン工科大 (EU マリキュリーアクション フェロー)©プラネットCプロジェクト

UVI/Akatsuki, 365 nm

1紫外線で見た金星
硫酸の雲 + 未知の吸収物質(明るい)©プラネットCプロジェクト

UVI/Akatsuki, 365 nm

(暗い)

2

未知の吸収物質(候補：OSSO, S2O, Sx, FeCl3, 微小生命体…)©プラネットCプロジェクト

UVI/Akatsuki, 365 nm

3

未知の吸収物質(候補：OSSO, S2O, Sx, FeCl3, 微小生命体…)(吸収)[Perez-Hoyos et al. 2018, JGR]

波長 [μm]©プラネットCプロジェクト

UVI/Akatsuki, 365 nm

4

未知の吸収物質(候補：OSSO, S2O, Sx, FeCl3, 微小生命体…)

365 nmの[Perez-Hoyos et al. 2018, JGR]

(吸収)

観測

波長 [μm]©プラネットCプロジェクト

UVI/Akatsuki, 365 nm

5未知の吸収物質(候補：OSSO, S2O, Sx, FeCl3, 微小生命体…)[Perez-Hoyos et al. 2018, JGR]

(吸収)

広い波長域で吸収

波長 [μm]©プラネットCプロジェクト

UVI/Akatsuki, 365 nm

6未知の吸収物質による幅広い吸収スペクトル[Perez-Hoyos et al. 2018, JGR]
(吸収)

太陽光加熱の50%は未知の吸収物質による[Crisp 1986]

太陽放射 [W/m2/nm]

波長 [μm]

太陽光加熱の30-60%は未知の吸収物質による[Lee et al. 2015]

太陽光スペクトル[www2.pvlighthouse.com.au]
波長 [nm]7波長365nmでの観測の歴史©プラネットCプロジェクト

地上望遠鏡[Dollfus 1975年]

パイオニアビーナス/NASA ヴィーナスエクスプレス/ESA[Rossow et al. 1980年][Titov et al. 2012年]

あかつき/JAXA
2017年
8波長365nmでの観測の歴史•

較正の難しさ誰もアルベド（反射率）の時間変動を研究できなかった©プラネットCプロジェクト

地上望遠鏡[Dollfus 1975年]

パイオニアビーナス/NASA ヴィーナスエクスプレス/ESA[Rossow et al. 1980年][Titov et al. 2012年]

あかつき/JAXA
2017年
9独立した観測を関連付けて比較する[©ESA][©NASA/APL/CIS]

周回機
フライバイ
ヴィーナスエクスプレス メッセンジャー
VMC
MASCS
(紫外画像)(紫外スペクトル)
2006-2014年
2007年[©NASA]

地球周回ハッブル宇宙望遠鏡
STIS(紫外スペクトル)
2011年[©ISAS/JAXA]

フライバイ ＋ 周回機
あかつき
UVI(紫外画像)
2011, 2015-2017年
10この研究でつかったデータ••••

VMCの紫外画像/ヴィーナスエクスプレス (2006-2014年)
MASCSの南半球低緯度紫外スペクトル/メッセンジャー, (2007年 金星フライバイ)
STISの南半球低緯度紫外スペクトル/ハッブル宇宙望遠鏡 (2011年)
UVIの紫外画像/あかつき (2011年, 2015年12月-2017年5月)
恒星観測

VMC
ヴィーナスエクスプレス
メッセンジャー

ハッブル宇宙望遠鏡[Lee et al. 2019]

あかつき
UVI

11

３つの機器（VMC, MASCS, STIS）で測ったアルベドを低緯度(0〜30°S)で比較
あかつきと太陽の位置関係によっておこる見かけ上の変化を補正した後のアルベドによる比較。
位相角（太陽-金星-探査機のなす角）で区切って比較が必要。

©Imamura

位相角 85-90°

STIS/ハッブル

アルベド

アルベド

位相角 75-80°

位相角MASCS/メッセンジャー

年度
VMC
ヴィーナスエクスプレス

年度
VMC
ヴィーナスエクスプレス

UVI
あかつき
[Lee et al. 2019]

UVI
あかつき
12

金星全体のアルベドをVMCとUVIの間で比較
金星全球積分したアルベドは観測時の太陽位相角に強く依存する。同じ時期に位相角に応じた変化する金星の雲の明るさにも評価できる。

位相角©Imamura（位相角に応じた）あかつきから見た金星の模様©Lee13

金星全体のアルベドをVMCとUVIの間で比較

位相角による金星の見え方の違い

位相角©Lee14

金星全体のアルベドをVMCとUVIの間で比較
金星全体のアルベドを使うことで、金星到着前の２０１１年に取得された金星の像が数ピクセルサイズのデータも比較に使うことができる。

金星全体のアルベド[Lee et al. 2019]
位相角15

金星全体のアルベドをVMCとUVIの間で比較
金星全体のアルベドを使うことで、金星到着前の２０１１年に取得された金星の像が数ピクセルサイズのデータも比較に使うことができる。

金星全体のアルベド[Lee et al. 2019]
UVI (2011)
あかつき

位相角

VMC (2011)
ヴィーナスエクスプレス

16

金星全体のアルベドをVMCとUVIの間で比較
金星全体のアルベドを使うことで、金星到着前の２０１１年に取得された金星の像が数ピクセルサイズのデータも比較に使うことができる。

2011年のUVIやVMCの観測時に比べ、2016-2017年に観測された金星は明るいことがわかる。

金星全体のアルベド

2011年から2016−2017年にかけて増加[Lee et al. 2019]
UVI (2011)
あかつき

位相角

VMC (2011)
ヴィーナスエクスプレス

17太陽光による加熱率の直接の影響
アルベド

ヴィーナスエクスプレス
VMC

あかつき
UVI

STIS/ハッブル[Lee et al. 2019]年度

高いアルベド＝太陽光を良く反射する

低いアルベド＝太陽光を良く吸収する18

太陽光による加熱率の直接の影響
アルベド

ヴィーナスエクスプレス
VMC

あかつき
UVI

STIS/ハッブル[Lee et al. 2019]年度

高いアルベド

低いアルベド＝太陽光を良く反射する＝太陽光を良く吸収する

大気の加熱が小さい

大気の加熱が大きい

19

太陽光による加熱率の直接の影響
アルベド

ヴィーナスエクスプレス
VMC

あかつき
UVI

STIS/ハッブル

低緯度、正午高いアルベド

低いアルベド＝太陽光を良く反射する＝太陽光を良く吸収する

大気の加熱が小さい

大気の加熱が大きい

高度(km)

年度

-25%

+40%

大気の1日あたりの加熱 (℃/日)[Lee et al.202019]東西風速の変化•

IPSL-Venus計算機シミュレーション (Garate-Lopez & Lebonnois 2018)
雲上層の高度[Lee et al. 2019]( 日/ )(m/s)

時間（地球の日）

大気加熱

温度 (K)

高いアルベド弱い風

雲層上部での風速

低いアルベド強い風℃

21

東西風速の変化•IPSL-Venus計算機シミュレーション (Garate-Lopez & Lebonnois観測された風速:2018)80-90 m/s (2006年)110 m/s (2012年)~95 m/s (2016-2017年)

雲上層の高度[Khatuntsev et al. 2013](m/s)

大気加熱(m/s)( 日/ )

温度 (K)

年度

風速

高いアルベド弱い風

雲層上部での風速

低いアルベド強い風℃[Horinouchiet al. 2018]
時間（地球の日）[Lee et al. 2019]

風速 (m/s)22アルベドの変化が風速に与える影響
アルベド

ヴィーナスエクスプレス
VMC
STIS/ハッブル

年度
年度

高いアルベドあかつき
UVI[Lee et al. 2019]

低いアルベド＝太陽光を良く反射する＝太陽光を良く吸収する

大気の加熱が小さい

大気の加熱が大きい

弱い風

強い風

23

波長365 nmにおけるアルベド変化の考えられる理由
外部要因:– 太陽活動度?

– 宇宙放射線?

•

惑星の内部要因:

太陽黒点数•[Dr. David Hathaway, NASA]年度

SO2 ガスの量– SO2 ガスの総量?

SO2 ガス[Artist’s impression, ESA - AOES MEDIALAB][Encrenaz et al. 2019]
年度

24

まとめ
金星の１０年スケールのアルベド変化をとらえた
波長365nmにおけるアルベド はここ１０年の間に倍程度変化している

アルベド

ヴィーナスエクスプレス
VMC

あかつき
UVI

STIS/ハッブル

年度[Lee et al. 2019]

アルベドが変わると太陽光による大気の加熱量が変化する。このことが風速の変化を引き起こしている可能性がある。
 金星では現在進行形で気候変動が起きているのではないだろうか?
 よりはっきりとした結論を得るためにはさらなる継続的な観測が必要である
例：水星探査機ベピコロンボの金星フライバイ（2020-2021年）とあかつきの協調観測
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