トリトンの大気

トリトンの大気

トリトンの大気（トリトンのたいき）は、海王星の衛星トリトンの上空800キロメートルまで広がっています。この大気は、主要成分が窒素であり、地球の大気やタイタンの大気と、同様の組成を持っています。実際、トリトンの地表で測定される気圧は14マイクロバールと低く、これは地球の気圧の約7万分の1に相当します。もともと、トリトンは厚い大気を持っていると考えられていましたが、1989年にNASAのボイジャー2号による観測によって、その詳細が明らかになりました。

大気の組成

トリトンの大気の主成分である窒素は、その他に微量のメタンや一酸化炭素が存在しています。研究によれば、2010年には一酸化炭素がメタンよりもやや多く検出されたこともあります。トリトンの温暖化が進行する中で、メタンの量は1986年と比較して4倍から5倍も増加しているとされ、2001年に量がピークに達しました。また、トリトンの大気には未確認ですが、アルゴンやネオンの存在も示唆されていますが、確実に存在するとは言えません。

さらに、大気の上層にはメタンが光分解されて生じた水素原子や水素分子が含まれており、これらは宇宙空間に流出します。このように、トリトンの大気は他の惑星や衛星と同様の組成を持っており、地球、冥王星、タイタンなどでも同じような成分が見られます。

大気の構造

トリトンの大気は、地表から800キロメートルの高度にまで及び、構造が明確になっています。地表の気圧は1989年には約14マイクロバールで、これはトリトンの固体窒素の結晶構造に依存しています。この凍った窒素は六方最密充填結晶を形成しており、そのため地表の温度が一定以上、約35.6Kであることが条件です。またトリトンの大気の窒素蒸気圧平衡は温度上限を40K代前半と予測しています。

地表付近では太陽の影響を受けて対流が発生し、約8キロメートルの高さまで対流圏が形成されます。対流圏では温度が高度によって下がり、最下部には約36Kの温度が観測されます。一方で、対流圏の上には熱圏と外気圏が広がっており、熱圏は高度が上がるにつれて温度も上昇します。また、トリトンの大気は非常に薄いため、常に宇宙に流出しており、その速さは毎秒約0.3キログラムに相当します。

天候と風

トリトンでは、固体窒素の粒子が対流圏内で雲を形成し、地表から数キロメートル上空まで拡がることがあります。特に、太陽光がメタンに作用して生成される炭化水素やニトリルを含むもやが、地表から約30キロメートルの高度に広がることが考えられています。

1989年には、ボイジャー2号がトリトンの地表近くで風が吹いていることを発見しており、その速度は5から15メートル毎秒でした。この風は南極冠から固体窒素が昇華することに関連していると考えられています。風が上昇すると、その方向が変わり、極から赤道にかけての温度差によって非対称な風のパターンが形成されます。

観測史

ボイジャー2号が到着する前には、トリトンの大気は火星の大気と同様にかなり過大評価されていましたが、ボイジャー2号による観測で実際の大気組成が明らかになりました。1989年には、ボイジャー2号がトリトンの上空を飛ぶ際に、大気の成分であるメタンと窒素が発見されています。その後の観測では、トリトンの大気がボイジャー2号のデータよりも濃いことが示され、1990年代には地表の気圧が19から40マイクロバールに増加している可能性があると考えられました。

その後の研究は、トリトンが気温の上昇を経験する温暖化の時期に入っていることを示唆しています。科学者たちは、トリトンが長期的な気候サイクルの一部として変化する様子を詳細に観察しています。アメリカ航空宇宙局の支援を受けたTriton Watchプログラムでは、天文学者がトリトンの大気変化を確認しています。

この豊富なデータは、トリトンの気候や大気構造を理解するための手助けとなるものです。

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