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地球の双子星「金星」の概要と面白い特徴まとめ

地球の双子星

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金星は太陽系内で大きさと平均密度が最も地球に似た惑星であるため、「地球の姉妹惑星」や「地球の双子星」と呼ばれます。

また、地球に最も近い公転軌道を持つ惑星でもあります。これらの点では非常に似ています。

地球から見ると、金星は明け方と夕方にのみ観測できます。

 太陽との距離は地球よりも少し近いがすぐ近くにありから、肉眼でも確認できます。

太陽、月についで明るく見える星であることから、明け方に見えるのを「明けの明星」、夕方に西の空で輝く金星を「宵の明星」とも呼びます。

誕生日もほぼ同じで、46億年前に出来上がったと言われています。

このように地球と似ている金星は地球の双子、姉妹あるいは兄弟とも例えられますが、金星の環境は地球とは全く異なります。

地球と金星の違い

大きさや太陽からの距離、公転軌道などは非常に似ていますが、その他は全く異なります。

温度

金星の厚い雲は太陽光の80%を宇宙空間へと反射するため、地表に届く日光そのものは地球よりも少なく、そのままであれば金星の地表温度は氷点下になるはずなのですが、膨大な量の二酸化炭素によって大気中で温室効果が生じるため、非常に高温となっています。

95気圧の二酸化炭素が510℃分の温室効果をもたらしているため、金星の地表温度は平均で464℃、上限では 500℃に達します。

温室効果のため、金星の地表は太陽により近い水星の表面温度(平均169℃[5])よりも高くなっている。金星は水星と比べ太陽からの距離が倍、太陽光の照射は75% (2,660 W/m2) である。

 

自転

地球は反時計回りに、金星は時計回りに自転しています。

自転と公転の回転の向きが逆なので、自転が全く進まず、なかなか太陽が落ちません。そのため、一日が非常に遅く、金星の1日はおよそ地球の117日となっています。

 1回転するのにかかる時間は地球が1日(24時間)なのに対し、金星は243日と非常にゆっくりした自転となっています。

回転するのがあまりに遅いので、熱による対流と大気の熱慣性のため、昼でも夜でも地表の温度にそれほどの差がない状態になっているようです。

大気の成分

金星の大気の主成分は二酸化炭素で、わずかに窒素を含む大気が存在します。また、大気圧は非常に高く地表で約90気圧もあります(地球での水深900mに相当)。

高度45~70キロメートルの範囲は硫酸の厚い雲で覆われているため、非常に明るく光り輝いており、美しく見えます。英語ではヴィーナスと呼ばれ、非常に明るく美しく見えるため、美の女神ヴィーナスの名前をつけられています。

地球と金星は昔は本当にソックリだった

一見したところ、金星大気と地球大気は全くの別物ですが、両者とも、かつてはほとんど同じような大気から成っていたとする説があります。

 

  • 太古の地球と金星はどちらも現在の金星に似た濃厚な二酸化炭素の大気を持っていた。
  • 惑星の形成段階が終わりに近づき大気が冷却されると、地球では海が形成されたため、そこに二酸化炭素が溶け込んだ。二酸化炭素はさらに炭酸塩として岩石に組み込まれ、地球大気中から二酸化炭素が取り除かれた。
  • 金星では海が形成されなかったか、形成されたとしてもその後に蒸発し消滅した。そのため大気中の二酸化炭素が取り除かれず、現在のような大気になった。

 

もし地球の地殻に炭酸塩や炭素化合物として取り込まれた二酸化炭素をすべて大気に戻したとすると、地球の大気は約70気圧になると計算されています。また、その場合の大気の成分は主に二酸化炭素で、これに1.5%程度の窒素が含まれるものになります。これは現在の金星の大気にかなり似たものであり、この説を裏付ける材料になっているのです。

スーパーローテーション

一番大きな違いは「スーパーローテーション」という強風の存在です。

金星の低緯度から中緯度までの幅広い領域で大気は西向きに流れ、その最上部付近で速度は時速360キロメートルに達します。

これがスーパーローテーション(超回転)です。

地球にも中緯度域上空で東向きに吹く、時速約300キロメートルという非常に早い風が存在します。それがジェット気流です。

スーパーローテーションの方が早いことがわかると思います。ジェット気流は1時間で300km、対してスーパーローテーションは360km進むということですからね。

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引用:金星の謎 猛烈な風の解明へ、衛星「あかつき」奮闘中 :日本経済新聞

約4日で金星を1周していると言われていますから、4日間+@飛行機に乗れば地球を一周することができるということです。

4日で金星を一周するという非常に早い風でたるスーパーローテーションが金星を覆っているため、金星全体へ熱を分散するのを助けており、さらに金星が熱くなる要因にもなっています。

スーパーローテーションは金星大気の最大の謎

ジェット気流は地球の自転速度よりは遅いです。これは、自転に引きずられて大気が周回しているとかんがえられるからでてす。

ところがスーパーローテーションは自転速度の約60倍と極めて速いのです。惑星の気象研究者にとって、この金星の大気はとても奇妙に映るのです。

どうして星の広域で猛烈な風が吹いているのかという最大の謎を日本の探査機「あかつき」が解き明かしつつあるのです。

探査機あかつきの歴史

あかつきは2010年、主エンジンが壊れ金星周回軌道への投入に失敗しました。

しかし、その後太陽の周りを回りながら金星との距離を再び詰め、15年に姿勢制御用の小型エンジンの噴射という苦肉の策で軌道投入に成功したのです。

以来「初の金星の気象衛星」(中村教授)として稼働中。金星を覆う雲を紫外線と赤外線のカメラで撮影し、雲の動きからどの高度でどんな風が吹いているのかを調べています。

金星探査が始まってすでに50年以上が立つのですが、スーパーローテーションが一体どんな仕組みで生じているのか、いまだに分かってはいません。

あかつきは2021年まで観測できる見通しです。

学者の予想

中村教授は「あかつきの観測データから、大気中を伝わる波が重要な役割を果たしていることが浮かび上がってきた」と指摘する。次のようなシナリオが考えられている。

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金星は地球より太陽に近くゆっくり自転している。このため太陽光が当たる雲の上層部の大気は地球よりもはるかに長時間、強く熱せられ続ける。その結果、大気の塊は浮力を得て上下方向に振動し、「大気重力波」という一種の波を生み出す。

金星の地表から上空を仰ぐと、地球とは自転の方向が反対なので太陽は西から東へとゆっくり動く。太陽直下で発生した大気重力波は、太陽の動きとともに西から東へ伝わる。

この東向きの動きの反力として、波の伝え手となる大気は西向きに押される。中村教授は「この西向きの力がスーパーローテーションの原動力である可能性が高い」と付け加える。別の仮説もあったが、あかつきの観測でかなり有望になったという。

(科学技術部 中島林彦)

金星の雷の謎

地球の望遠鏡が雷とみられる発光を観測したり、欧州の金星探査機が雷によるとみられる磁場の変動を捉えたりしているが、真偽は定まっていない。「金星で雷は起きていない」と否定する研究者も多い。

あかつきは可視光カメラで大気中の発光現象を監視しているが、これまでのところまだ雷を検出していない。

金星なんて調べて何に役に立つの?

こうした大気の動きをスーパーコンピューターを使って解明すると、地球の大気の動きも予想できるようになる可能性が高いのです。

地球大気の動きをより深く理解でき、将来的にはシミュレーションによる予測精度の向上にも役立つと期待できます。

また、地球温暖化の研究では、大気の動きを全域で詳細につかむほど影響の分析や将来予測などの精度を高められる。

これまで手本にできる大気は地球だけしかなかったのですが、金星の情報が増えれば、比較対照が増え、より正確に予想することができるようになりえるのです。

 

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