冥王星とその衛星は大気を共有して寄り添っている

Ker Than, 15:44 06 June 2014

初の大気を共有する惑星と衛星？（画像：ESO）
http://www.newscientist.com/data/images/ns/cms/dn25684/dn25684-1_300.jpg

冥王星に寄り添う。冷たくて遠い準惑星は最大の衛星と薄い外套を一緒に着ているらしい。

シミュレーションは冥王星大気から窒素が衛星カロンに溢れ出ていることを示唆している。
これが確認されれば、冥王星とカロンは大気を共有する惑星と衛星の初めての例となる。

カロンは冥王星のほぼ半分の大きさで、冥王星を回る軌道は地球を回る月よりずっと近い。
1980年代の研究は2つの天体がガスを交換している可能性があることを示唆していたが、その研究は冥王星の大気が主にメタンから成り、ガスが比較的高い速度で脱出していると仮定していた。

天文学者たちは地球の望遠鏡を使って冥王星から来る光を詳細に観測し、それをスキャンしてこの準惑星の組成についての手がかり得た。冥王星の大気は主に窒素から成ることと、脱出速度が低いことが判明した。窒素はメタンより重い。「人々はカロンがこのプロセスで大気を得ていたとしても、それは検出するには薄すぎると考えていた」とヴァージニア大学（シャーロッツヴィル）のロバート・ジョンソン（Robert Johnson）は話した。

◆膨れた大気

今回、ジョンソンらのチームは冥王星の上層大気に関するモデルを更新し、窒素分子が動いて互いに衝突する振る舞いを考慮するようにした。彼らのシミュレーションはこの準惑星の大気が今までの考えより温かく、以前の予測より3倍も厚いことを示唆した。

それはガスの一部がカロンの重力に引っ張り込まれ、それを薄く覆うのに十分な空間まで広がることを意味する。NASAのニューホライズンズ宇宙機は2015年7月に冥王星系を通過する予定だ。搭載されている装置は、カロン周囲に大気が存在すれば検出してその組成を解明することができる、とミッションリーダーでサウスウェスト研究所（コロラド州ボルダー）のアラン・スターン（Alan Stern）は話した。

カロン周囲のガスの性質と濃度を知ることは、この衛星の大気が冥王星から引き込まれたのか、あるいは他の方法で作られたのかを決定するのに不可欠だ。カロン内部からのガスが間欠泉や通気口を通って脱出して薄い大気を作っている可能性もある。スターンの最新の研究はカロン表面への彗星衝突がガスの雲を放出して痕跡的大気を作ることを示している。

だが冥王星とカロンがとばりを共にしていたら、この準惑星系は2つの天体間でガス転移が起こりうる実例となり、銀河の他の場所で起こる現象のモデル改訂をうながすだろう。

「連星や主星の近くに位置する地球外惑星の場合など、天文学ではそれは常に起こっていると考えられている」とジョンソンは話した。「計算とコンピュータモデルは一つの可能性だ。だが我々には宇宙機があり、フライバイして我々のシミュレーションを直接テストしてくれる。とてもエキサイティングだ」

ソース：NewScientist（06 June 2014）
Pluto and its moon snuggle under a shared atmosphere
http://www.newscientist.com/article/dn25684-pluto-and-its-moon-snuggle-under-a-shared-atmosphere.html

原論文1：Icarus
O.J. Tucker, R.E. Johnson, L.A. Young. Gas Transfer in the Pluto-Charon System: A Charon Atmosphere.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103514002462

原論文2：Icarus
S. Alan Stern, et al. Transient atmospheres on Charon and water?ice covered KBOs resulting from comet impacts.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103514001304