エウロパ（木星の衛星）：地下海の可能性・地質・発見史

エウロパ：木星の氷の月に潜む地下海の謎を解明。地質・発見史から生命可能性や探査の最新知見まで詳しく紹介。

エウロパは、木星の惑星の大きな月である。地球の月よりも少し小さく、太陽系で6番目に大きい月である。

エウロパの直径は約3000キロ。おそらく鉄のコアを持ち、大気はほとんどが酸素です。表面は氷のようになっていて、とても滑らかです。クレーターは多くはないが、いくつかの亀裂や線がある。表面がとても若くて滑らかなので、表面の下には液体の海、いわゆる地下海洋があり、潮汐熱で温められているのではないかと考えられています。つまり、木星の強い引力がエウロパを温かくしているのだ。

エウロパという月は、1609年12月にシモン・マリウスによって発見された。ガリレオ・ガリレイが初めて月を見たのは1610年1月のことでした（彼はマリウスが月を発見したことを知りませんでした）。シモン・マリウスは「エウロパ」という名前を思いついた人です。

月エウロパは、ギリシャ神話に登場するクレタ島の最初の女王となった王女にちなんで名づけられた。しかし、人々は通常、20世紀半ばまでエウロパを「木星2世」と呼んでいました。

基本的な性質（要点）

• 直径：約3,100 km（地球の月よりやや小さい）。
• 質量：およそ4.8×10^22 kg、平均密度は約3.0 g/cm³（岩石と金属、氷の混合）。
• 表面重力：約1.3 m/s²（地球の約0.13倍）。
• 公転軌道：木星からの平均距離は約67万 km、軌道周期は約3.55日で、同期回転（常に同じ面を木星に向ける）。
• 表面温度：非常に低温で、平均は約−160℃程度（場所によりさらに低温）。

表面と地質の特徴

エウロパの表面は明るい水氷で覆われており、クレーターが少なく非常に若い地殻を示します。目立つ特徴としては、長く伸びる暗い「線（lineae）」や、氷が崩れて再結晶したような「カオス地形（chaos terrain）」、比較的小さいが目立つ衝突クレーター（有名なものにPwyllがある）などがあります。これらの地形は、氷の割れや移動、局所的な溶融と再凍結の痕跡と考えられています。

地下海と内部構造

複数の観測（特にガリレオ探査機による磁場観測）から、エウロパの表面下には導電性の層、つまり塩を含んだ液体の海が存在することが強く示唆されています。氷の覆い（氷殻）の厚さや海の深さは不確定ですが、推定では氷殻は数キロから数十キロ、海の深さは数十キロ〜100km程度とするモデルもあります。もし海が岩石のマントルに接していれば（あるいは熱水活動があるなら）、化学エネルギーが供給され、生命にとって重要な条件がそろう可能性があります。

地下海を暖める主なエネルギー源は潮汐加熱です。エウロパはイオやガニメデと1:2:4の軌道共鳴にあり、これが軌道の楕円率を保ち、木星の重力による交互の引張りで内部を摩擦的に加熱します。

大気と磁気の相互作用

エウロパにはほぼ無いに等しい薄い大気（外層大気、エクソスフィア）があり、主に酸素が存在すると推測されています。ただしこれは生物呼吸に使える濃度ではなく、表面氷が木星の放射線などで分解（ラジオリシス）されて生じたものです。木星の強力な磁場との相互作用により、表面の化学組成や氷の風化が進み、酸化物や塩類が形成されると考えられます。

ガリレオ探査機による磁場の誘導応答は、導電性の海（塩分を含む海水）の存在を示唆する重要な証拠の一つです。

発見と探査の歴史

歴史的には、シモン・マリウスが1609年にエウロパを含む木星の大きな衛星群を観測したと主張し、彼が命名を提案しました。一方でガリレオ・ガリレイは1610年にこれらの衛星を観測・報告（『星界の報告』）し、以後「ガリレオ衛星」と総称されます。命名や優先発見の主張には歴史的議論がありますが、現在では両者の観測が早期の重要な記録とされています。

近代探査では、ボイジャー1・2号（1979年）の接近観測でエウロパの詳細が初めて明らかになり、その後1990年代〜2000年代にかけてのガリレオ探査機の観測で、氷の表面や磁場に関する重要なデータが得られ、地下海の存在が強く示されました。ハッブル宇宙望遠鏡による水蒸気噴出（プルーム）らしき痕跡の観測報告もあり、これが確認されれば氷殻を越えて海の物質が直接宇宙空間に放出される可能性が示唆されます（検出例はまだ決定的とは言えません）。

地球外生命の観点と今後の探査計画

エウロパは「太陽系内で生命を探す有望な場所」の一つとされます。液体の水、エネルギー（潮汐加熱や潜在的な熱水活動）、必要な元素（岩石との接触で供給されうる化学物質）が揃う可能性があるためです。ただし、表面放射線量の高さや厚い氷殻などのハードルもあります。

現在および計画中の探査ミッションの例：

• NASAのEuropa Clipper（予定）：多数のフライバイで氷殻の厚さ、地下海の性質、表面組成、プルームの存在などを詳細に調べることを目的にしています（実施時期は計画による）。
• ESAのJUICE（JUpiter ICy moons Explorer）：主にガニメデが主対象ですが、エウロパのフライバイ観測も行い、総合的なデータを提供します（打ち上げ・運用スケジュールに基づく）。
• 将来的には着陸探査機や穿孔機構を備えたミッションの検討も続けられており、地質学的・化学的サンプルの直接調査の可能性が追求されています。

まとめ

エウロパは高い反射率を持つ氷の表面、滑らかで若い地殻、そして地下に存在すると考えられる広大な海という特徴から、天文学的にも地質学的にも、そして生物学的探査の面でも極めて興味深い天体です。今後の探査によって、地下海の性質や生命の可能性についてより確かな情報が得られることが期待されています。

質問と回答

Q:エウロパとは何ですか?

Q:エウロパの表面はどのような形をしているのですか?

Q:エウロパを発見したのは誰ですか?

Q: シモン・マリウスはエウロパにどのような名前をつけたのですか?

Q:エウロパの表面には液体があるのですか?

Q:地球の月と比べて、エウロパはどのくらい大きいのでしょうか?

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