土星の南極を囲む巨大な十角形の波、ハッブルが発見

NASAのハッブル宇宙望遠鏡が、土星の南極を取り巻く巨大な10辺の大気波を捉えた。研究チームが「デカゴン（decagon、十角形）」と呼ぶこの模様は、地表に描かれた輪郭でも固体の構造物でもない。土星の強力な極域ジェット気流の内部で形づくられた、惑星規模の波である。45

地球より少し大きい「十角形」

デカゴンは南緯約63度を中心とし、直径は約1万3000km。地球の直径をわずかに上回る規模だ。ハッブルの広視野カメラ3（WFC3）は複数の波長で観測を行い、異なる高度にある大気の様子を比較できるようにした。34

波長によってデカゴンの見かけの位置が少し変わること、そして複数の大気層で構造が確認できることは重要だ。これは最上層の雲だけに浮かんだ模様ではなく、鉛直方向にも広がる大気構造であることを示している。45

NASAによると、土星の南半球で大規模かつ持続的な規則的多角形パターンが観測されたのは初めて。数年分の観測を比べると、この輪郭は2023年以降、よりはっきりしてきた。3

北極の「六角形」とは同じではない

土星の北極には、6辺のジェット気流構造「ヘキサゴン（六角形）」がある。これはボイジャー探査機の観測で見いだされ、長年にわたって知られてきた。南極のデカゴンは、反対側の極でも土星が巨大な多角形の波を生み出せることを示す発見だ。15

ただし、両者を単純な双子とみなすことはできない。北極のヘキサゴンは長期に観測されてきた一方、南極のデカゴンは新たに認識された、なお変化中の構造である。二つの違いは、極域ジェットがなぜ異なる波のパターンへ落ち着くのかを探る手掛かりになる可能性がある。35

見えなかった南極と、観測データの追跡

土星の南極は、2012年から2023年にかけての冬の期間、地球から観測しにくい位置にあった。観測条件が改善すると、地上観測では南極域の帯にうねりがあることが気づかれ、アマチュア惑星観測者トレバー・バリーによる画像もその手掛かりの一つとなった。研究者はこうした兆候をハッブルの長期観測データと照合し、デカゴンの発達を追跡した。35

現在得られている記録では、この構造は少なくとも2023年には存在し、その後より明瞭になったとみられる。ただし、その前の長い期間は南極が観測しづらかったため、いつ、どのような仕組みで生まれたかを直接捉えたわけではない。35

「10辺」はジェット気流について何を語るのか

デカゴンは、土星南極域の強力なジェット気流の中にある。10個のふくらみを繰り返す形は、このジェットが大規模な大気の乱れを散らさず、まとまりのある波として閉じ込められることを示す。45

こうした幾何学的な形は、大気循環を再現するモデルにとって重要な制約条件になる。多角形の波は、ジェットの風速、幅、曲がり方、さらに高度ごとの振る舞いに左右されるためだ。ハッブルの画像は珍しい景観であるだけでなく、巨大惑星のジェット気流がどのように秩序立つのかを検証する材料にもなる。45

一方で、なぜこの波が10辺なのか、何が形成の引き金になったのかはまだ分かっていない。ジェット気流の不安定性、より深い大気の運動、季節的な影響、あるいはそれらの組み合わせが考えられる。現段階では、デカゴンが実在し複数の高度に及ぶという証拠の方が、単一の形成原因より強固だ。35

カッシーニの記録と今後の観測

土星探査機カッシーニは、雲、極域、ジェット気流について長期的な観測記録を残した。しかし、今回認識された南極のパターンは、それ以後の観測データから浮かび上がってきたものだ。カッシーニ時代の記録や北極のヘキサゴンと比較することで、新しく生じた構造なのか、季節ごとに繰り返す現象なのか、それとも比較的短命な配置なのかを見極められる可能性がある。5

今後はハッブルによる継続監視、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡での観測、大気モデルの研究が鍵となる。デカゴンがさらに深い大気にまで達しているか、季節に応じて変化するか、北極のヘキサゴンのように長く安定した構造へ移行するかが調べられる。5

土星の南極は、惑星規模の新たな謎を加えた。整然とした10辺の波は、巨大惑星の「天気」が驚くほど構造的でありながら、なお多くが未解明であることを物語っている。