天王星と海王星の奇妙な磁場、新研究が内部の極限状態で説明

天王星は自転軸が97度傾いており、過去の巨大衝突が原因と推測されてきた。ただ、衝突が想定されない海王星にも似た特徴があるため、原因は両惑星に共通する性質にあると考えられる。

電気伝導度の上昇が鍵

磁場は、回転する天体内部で電気を通す流体が対流することで生まれるダイナモ効果によって作られる。研究を率いたテキサス大学オースティン校のChi Yan氏は、深部では圧力と温度が極めて高く、水分子がイオンに分かれて、深さとともに物質の電気伝導度が高まる可能性があると説明する。この条件を取り入れたシミュレーションは、両惑星の奇妙な磁場を再現した。

モデルでは、磁場が数十年のうちに大きく変わりうることも示された。Yan氏によると、地球の磁場の傾きは50年で1度ほどしか動かないが、氷惑星では数十年で数十度振れる時期もあれば、ほとんど変わらない時期もある。

今後の検証

共著者のノーサンブリア大学Tom Stallard氏は、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡で両惑星の赤外オーロラを観測している。オーロラの位置は磁場の状態を映すため、ボイジャー2号のデータやシミュレーションと組み合わせれば、現在の磁場を推定して1980年代と比べられる見通しだ。NASAは2040年代初頭の天王星探査ミッションを優先課題としており、確実な検証は新たな探査機の到着を待つことになる。