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大気

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1: 2018/10/09(火) 21:20:28.82 ID:CAP_USER
■NASAの探査機カッシーニ最後の偉業、土星と環の関係に新たなシナリオ

土星には雨が降っている。1秒間に重さ数千キロにもおよぶ氷や有機分子が、環から土星の大気中へと降り注いでいる。

 土星とその環の間で起こる驚きの相互作用。科学者らがついにそれらを目撃できたのは、NASAの土星探査機カッシーニのおかげだ。2017年末に土星に突入してミッションを終えたカッシーニは、最後の数週間に土星とその環の間を22回くぐり抜け、環から降ってくる雨を採集した。

 土星の環から降る雨の観測は、技術的な偉業というだけではない。雨の組成や降雨ペースを知ることは、土星の歴史を解き明かす上でも非常に重要だ。土星の環の起源や年代という古来の謎に、また一歩近づいたことも意味する。

「私たちはたまたま土星が壮大な環をもっている時期に居合わせたのではないしょうか?」と、米コロラド大学ボールダー校のショーン・スー氏は言う。「環が最近形成されたものだとしたら、非常に面白いことになります。ほかの氷の衛星とも関係してきます」

■やまない雨

 土星の環から物質が降ってくること自体はまったく意外ではない。理論的にも観測上でも、数十年前からこのことを示唆していた。しかし、土星とその周囲をまわる星々(土星系)の中で物質がどのように移動するのか、そのうちのどれくらいの部分が土星に降り注ぐのかはわかっていなかった。

 2018年10月5日付けの学術誌「サイエンス」に土星の環から降る雨について3本の論文が掲載された。論文のもとになったデータはいずれも、カッシーニが最後の日々に行った「グランドフィナーレ」という観測プログラムから得られたものだ。

 カッシーニが土星と環の間を通り抜けるときの速度は時速約11万キロにもなった。これは、カッシーニに搭載された各種の観測機器が想定する速度をはるかに上回っていたため、データの解釈は困難をきわめた。

 NASAのジャック・コナニー氏は、「科学者たちは奮闘の末、非常に巧妙なやり方で、観測データが語っていることを解き明かしました」と言う。「観測装置の想定や科学者たちの経験の範囲をはるかに超えた作業でした」

 カッシーニは、土星と環の間をくぐり抜けて土星の重力や磁場、環の質量などを測定しながら、環から降ってくる数多くの破片を採集した。それぞれ異なる成分を調べられる3種類の観測機器が、速やかに粒子の分析に取りかかった。こうして得られた結果の中には、科学者たちの予想と異なるものもあった。

まず、土星上空で、それまで知られていなかった粒子の層を見つけた。ナノサイズのふわふわした粒子は、土星の大気中の分子と衝突し、だんだん下に落ちてゆき、土星の赤道沿いに降り注ぐ。「これらの粒子はグランドフィナーレ以前にはまったく知られていませんでした」とスー氏は言う。

 環から降る雨からは、メタン、ブタン、プロパンなどの有機物や、ケイ酸塩を豊富に含む粒子も見つかった。大きな電荷を持つ粒子は、土星の磁力線に沿って、主に南半球に落下した。それ以外の粒子は赤道沿いに落下する傾向があった。

 土星の環の95~99%は氷でできているが、環から降る雨には科学者たちが予想していたほど多くの氷は含まれていなかった。氷が少ないことについて、NASAのエイムズ研究センターのジェフ・カジー氏は、あるシナリオによって説明できると言う。土星の最も内側の環であるD環の内部に従来検出されていなかった放射帯があり、これが氷の塊から水を剥ぎ取っているとするシナリオだ。

続きはソースで

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引用元: 【宇宙】土星の環から「雨」が降っていた、予想外の事実も 探査機カッシーニ[10/09]

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1: 2018/10/06(土) 15:33:40.58 ID:CAP_USER
(CNN) 米航空宇宙局(NASA)の土星探査機「カッシーニ」が20年に及んだミッションを終え、土星の大気に突入して燃え尽きてから1年あまり。「死のダイブ」直前に同機のセンサーがとらえたデータをもとに、NASAの研究者らが土星の環や大気を分析した結果が、4日の米科学誌サイエンスに発表された。

カッシーニのデータは全てNASAに送信され、研究者が1年以上かけて解析に当たってきた。今回の観測では、土星と土星の環の間を流れる電流のような形で、放射線帯が閉じ込められていることが判明。カッシーニは磁気圏を突き抜ける際に、土星から放出された放射線をとらえていた。放射線についての理解が進めば、太陽系外惑星探査の手がかりになると専門家は解説する。

土星の大気に突入したカッシーニは、大気中の成分を採集して構成を分析した。これはNASAの探査機「ボイジャー」が1980年代初めに観測した「環の雨」と呼ばれる現象の解明が目的だった。

研究チームによると、カッシーニの「鼻」に当たる分光計は、土星に最も近い環と土星の間にある未知の領域を探し当てた。この環は土星の上層大気がほぼ届く距離にある。

この観測によって、土星の環から上層大気にさまざまな化学物質が降り注いでいることが判明。環は水とメタン、アンモニア、一酸化炭素、窒素分子、二酸化炭素でできていることが分かった。

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2018/10/05/fa2359b50f83784af58f1b1c7a31a758/t/768/432/d/cassini-death-dive-100418-super-169.jpg
https://www.cnn.co.jp/storage/2018/10/05/fda7dc728435fafd2cf8cb16e468583d/t/768/432/d/cassini-saturn-plunge-super-169.jpg

CNN
https://www.cnn.co.jp/fringe/35126642.html
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引用元: 【宇宙】土星探査機カッシーニ、環から降る「豪雨」観測 「死のダイブ」直前[10/05]

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1: 2018/10/01(月) 13:03:04.84 ID:CAP_USER
第二次世界大戦中、ヨーロッパ全域は空襲によって壊滅的な被害を受けた。新たな研究により、この爆発のエネルギーが驚くほど遠くにまで影響を与えていたことが明らかになった。

 9月26日付けの地球物理学の学術誌「Annales Geophysicae」に発表された論文で、第二次世界大戦中の空襲が地球の電離層に及ぼした影響が明らかにされた。電離層とは高度80kmから500km以上にも及ぶ大気の層で、太陽からの光や宇宙線を受けた原子や分子が電子を放出し、帯電(=電離)している。研究チームによると、1回の空襲のたびに落雷数百回分のエネルギーが放出された結果、電離層の最も外側のF2層の電子密度が低下していたという。国際宇宙ステーション(ISS)の高度は約400kmで、F2層に含まれる。

 空襲が電離層に及ぼした影響はそれほど大きくなく、数時間で解消した。だが、研究者チームが今回用いた新しいアプローチは、今後、科学者が大気モデルを改善し、通信やGPSを麻痺させかねない電離層の大規模な乱れをより正確に予想するのに役立つ可能性がある。

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ナショナルジオグラフィック日本版サイト
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引用元: 第二次大戦の空襲のエネルギー、宇宙に達していた[10/01]

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1: 2018/09/24(月) 12:00:49.12 ID:CAP_USER
 生きものも存在せず、何も起こらない退屈な世界と思われがちな月。だが、遠目には静かに見えても、実際にはダイナミックな世界であることを忘れてはならない。わずかに存在する月の大気を観測したところ、月は電気を帯びた大気の層に覆われているという説を裏付ける結果が、9月4日付けの学術誌「Geophysical Research Letters」に発表された。しかもその層は、月が地球の後ろに隠れ、激しい太陽風から保護される満月の時期に強力になるようだ。

 つまり、夜空に浮かぶ明るい満月は、最も強く電気を帯びた姿ということになる。

 天体に大気がある場合、大気中の物質が真空の宇宙空間に接する上層部では、物質に強力な星の光や宇宙線がぶち当たる。すると、原子から電子がはぎ取られて、電気を帯びたガス(プラズマ)の薄い層ができる。これが電離層だ。

 月の重力は地球と比べてはるかに小さいが、それでも外気圏と呼ばれるごく薄い大気の層が存在する。放射性崩壊による月自体からのガス放出、流星塵や太陽風が月面に衝突して吹き上げられた原子、そして静電気によって空中を漂っているとされる月の塵などによって形成されたものだ。

 1970年代、旧ソ連の月面探査機ルナ19号と22号が月を周回し、月の上空にある荷電粒子の層にわずかに接触した。地球と同様に、希薄な月の外気圏も太陽光線と反応して電離層を形成しているようだった。

「月の電離層についてはまだわからないことが多く、論争があるのも確かです」。米アイオワ大学の実験宇宙物理学准教授で論文の筆頭著者であるジャスパー・ハレカス氏は言う。

 問題のひとつは、月の電離層があまりに弱く、太陽や地球から月に届くはるかに強力なプラズマの雲によって、その特徴が覆い隠されてしまうせいで、ほとんど検知できないということだ。

■地球の磁気圏のしっぽ

 そこでハレカス氏の研究チームは、NASAのアルテミス(ARTEMIS)計画に使われている2機の探査機を使って電離層の観測を試みた。

 探査機は現在月の近くを周回し、太陽が月に与える影響を調査しているが、そこに搭載されている機器は、月の薄い外気圏を観測できる。

 研究チームは、観測に最も適した満月を待つことにした。

 満月のとき、月は太陽から見て地球の反対側に位置し、地球から月の方向に尾のように伸びる磁気圏の中にすっぽりと入り込む。この磁気圏は、太陽から絶えず放出される高エネルギーの太陽風から月とそれを取り巻く弱い電離層を保護してくれる。

 この短い時間を狙って、アルテミスの探査機は太陽光が当たる月面の昼側から飛来するプラズマ波を計測し、これまでで最も詳しい月の電離層の姿をあぶりだした。その結果、月の電離層は地球の電離層の約100万分の1の薄さであることがわかった。

 薄いとはいえ、地球の裏側に隠れているとき、月のプラズマの密度は周辺よりかなり高くなっていた。このことから、月の電離層は地球の保護を受けているときにより強力になることがわかった。

 ハレカス氏は、この現象を「月の周りに泡立つ小さなプラズマの素」と説明する。

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引用元: 【宇宙】月の大気の帯電を観測、満月にパワーアップ 「月に奇妙な電離層とは、とても魅力的」と研究者、最新研究[09/21]

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1: 2018/09/06(木) 13:54:49.88 ID:CAP_USER
■男性であること、教育水準が低いことも影響強める、研究

 汚れた空気を吸うと肺が傷つけられるだけでなく、知能が低下する可能性があることが新たな研究で示された。

 8月27日付けの学術誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に発表された論文によると、粒子状物質、二酸化硫黄、および二酸化窒素に長期間さらされた場合、年齢が高くなるほど認知能力が低下し、言語と数学のテストの成績が悪化することが明らかになった。さらに、男性であることと、教育水準が低い場合には影響がより大きかった。

 大気汚染物質が具体的にどのように脳に作用するのかについては、科学者や公衆衛生の職員などがいまも研究を続けている。

「おそらく脳の『白質』という部分により大きなダメージを与えるのではないかと推測しています。言語能力に関連する部分です」と、北京師範大学の統計学者で論文の著者の1人であるシン・チャン氏は述べている。

 過去の研究により、脳の白質は女性より男性のほうが少ないことがわかっている。白質が損傷を受けるとすると、もともと白質が少ない男性のほうが、認知能力が低下するリスクは高い。

「このメカニズムを理解するには、もっと多くの研究が必要です」とチャン氏は言う。

 今回の研究は重要な関連を強調しているものの、大気汚染がどのように脳を変化させるのかについて、もっと数量的に把握する必要があると、米コロラド大学公衆衛生大学院の学長であるジョナサン・サメット氏は述べる。大気汚染と脳の健康について盛んに研究されるようになったのはこの10年ほどだ。しかし、肺にどのように粒子が入り、その表面を覆うのかについては、理解が進んできていると言う。

「肺は汚染物質の侵入口です。肺の表面積はテニスコート1面分ほどもあるため、影響を受けやすいのです。私たちは1日に1万リットルの空気を吸っています」

 サメット氏もチャン氏と同様に、汚染粒子がどのように脳に入り込み、どのくらいの期間とどまり、どんな機能に影響を及ぼすのかといった具体的なメカニズムを理解するには、さらなる研究が必要だと言う。

■汚染の影響は全身に?

「鼻から脳まで嗅神経を伝って移動するかもしれませんし、血液に入り込むかもしれません」。炎症によって損傷が引き起こされている可能性もサメット氏は疑っている。

 肺と脳のほかにも、心臓の不調や糖尿病と大気汚染の関連を指摘する研究もある。

「影響を受けると見られる器官の多さは驚くほどです」とサメット氏。

 それは人の体の構造が密接に関係しているせいだと、米ノースカロライナ大学の環境毒物学者であるダン・コスタ氏は説明する。大気汚染は肺だけでなく、心臓、脳、そして生殖器系にも多少の影響を及ぼすことが、これまでの研究で示されている。

「毒性のある物質が体の中に入ってしまったら、その影響はあらゆるところに及ぶ可能性があります」とコスタ氏は言う。汚染物質は血液によって脳に運ばれると氏は考えている。

 汚染物質を含んだ血液は肺の次に心臓を経て、体の各部へ送り出され、免疫系を刺激して炎症を起こさせる。コスタ氏によれば、あまりにも多くの有毒な粒子によって炎症がひんぱんに起きれば、脳の老化が早まる可能性がある。

 脳は研究するのが難しい器官だとコスタ氏は言う。また、この比較的新しい研究領域をさらに難しくしているのが、脳内の物質に化学的な変化を起こしうる要素の多さだ。

「脳の中で起きていることは、とても複雑に連携しています。ほかの器官にはない高次の機能があります」

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引用元: 【環境】大気汚染で認知能力が低下、年齢が高いほど顕著[09/05]

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1: 2018/08/28(火) 21:18:15.89 ID:CAP_USER
【8月28日 AFP】大気中の二酸化炭素(CO2)濃度の上昇が原因でコムギやコメといった主要穀物から有益な栄養素が徐々に失われる恐れがあるとの研究論文が27日、発表された。研究結果は、世界で多くの人々が栄養不足に陥ることへの懸念を高めるものだと、論文は警告している。

 英科学誌ネイチャー・クライメート・チェンジ(Nature Climate Change)に掲載された論文によると、現在の傾向が続けば、世界の主要穀物に含まれる鉄、亜鉛、タンパク質などの濃度がCO2濃度の上昇によって今世紀半ばまでに最大で17%低下することが考えられるという。

 論文の主執筆者で、米ハーバード大学公衆衛生大学院(Harvard University T.H. Chan School of Public Health)の研究者のマシュー・スミス(Matthew Smith)氏は、AFPの取材に「主にアフリカ、東南アジア、インド、中東などの地域で、栄養不足の状態に陥る人が数億人増える恐れがある」と語った。また、現在すでに栄養不足の問題に直面している数十億人については、その状況がさらに悪化するとした。

 全世界で供給されるタンパク質、亜鉛、鉄の約40%は、コムギ、コメ、トウモロコシの世界3大穀物によってもたらされている。一般に、人が食事から摂取するタンパク質の約60%、鉄の約80%、亜鉛の約70%は、植物性食物からのものだ。

続きはソースで

(c)AFP

AFP
http://www.afpbb.com/articles/-/3187470
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引用元: 【環境】大気中CO2濃度の上昇、農作物の栄養不足の急増招く恐れ 研究[08/28]

大気中CO2濃度の上昇、農作物の栄養不足の急増招く恐れ 研究の続きを読む
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