これは地球の12年周期の暑さと寒さに相当します。木星の魔法の「鏡のような気候」を「指揮」したのは誰でしょうか?

40年にわたる研究で木星の異常が確認

2016 年に撮影された木星の赤外線画像。青は低温領域、オレンジは高温領域を表しています。

(画像提供: ESO/LN Fletcher)

新たな研究により木星で異常な現象が検出された。

宇宙船と地上の望遠鏡による40年にわたる木星の大気の測定により、太陽系最大の惑星である木星の奇妙な気象パターンが明らかになった。木星の長い1年（地球の12年に相当）の間に、暑さと寒さの周期が繰り返されるのだ。しかし、木星には地球のような季節はありません。

地球上の季節の変化は、地球が太陽の周りを回るときに、地球の軸が太陽に向かって傾くことによって引き起こされます。この傾きにより、地球上のさまざまな場所では年間を通じて受ける太陽光の量が異なります。しかし、木星の軸は巨大惑星の軌道面に向かってわずか3度傾いており、長い1年の間に木星の表面のさまざまな部分に届く太陽光の量はほとんど変化しないことを意味します。一方、新たな研究により、雲に覆われた木星の周囲の気温は周期的に変化していることが判明した。

「我々はこれでパズルの1ピースを解いた。木星の大気の変動は、その気候の自然な周期を明らかにした」と、英国レスター大学の天文学者で新論文の共著者であるリー・フレッチャー氏はNASAの声明で述べた。「気候の変化に何が影響し、なぜ特定の時期に気候の変化が起こるのかを探るためには、雲層の上下両方を調べる必要がある。」

研究チームは、こうした季節外れの季節は「テレコネクション」と呼ばれる現象に関連している可能性があることを発見した。テレコネクションとは、数千マイル離れた惑星上の一見無関係な地域で周期的な気候変動が同時に発生することを指します。

テレコネクションは 19 世紀から地球の大気圏で観測されており、最も顕著なのは南方振動としても知られる有名なラニーニャ・エルニーニョ周期の期間です。アメリカ海洋大気庁（NOAA）によると、この現象は西太平洋の貿易風の変化が北米の大部分の降雨量の変化と一致したときに発生する。

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新たな研究により、木星の北半球の特定の緯度の温度が上昇すると、南半球の同じ緯度の温度は完全な鏡像のように低下することが判明した。

「私たちにとって、これは非常に興奮する時だ」と、カリフォルニア州にあるNASAジェット推進研究所の惑星科学者で、この研究の主執筆者であるグレン・オートン氏は語った。

「非常に離れた緯度でも気温の変化に関連が見られるというのは本当に驚くべきことです。これは地球上で見られる現象と非常によく似ており、ある地域の天気や気候パターンが他の地域の天気に顕著な影響を及ぼすことがあり、変化のパターンは大気を通じて遠く離れた場所でも『遠隔接続』されているように見えます。」

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そして、気温が上昇するにつれて、成層圏（木星の大気の上層）が対流圏（木星の大気の最下層）まで下がり、そこで木星の激しい嵐などのいくつかの気象現象が発生することがわかりました。

この研究は、チリの超大型望遠鏡、NASAの赤外線望遠鏡施設、ハワイのマウナケア天文台のすばる望遠鏡など、地上の最も優れた望遠鏡によって収集された1978年まで遡るデータを基にしている。研究者らはまた、1979年に木星を通過した深宇宙探査機ボイジャーと、2001年に木星を通過して土星を探査した探査機カッシーニによって宇宙から収集されたデータも使用した。

「温度変化と期間を測定し、これらのデータを木星の大気の原因と結果に関連付ける私たちの能力は、木星の包括的な天気予報に向けた重要な一歩であり、この研究を他の巨大惑星にまで広げて、同様の現象が他の場所で発生するかどうかを調べることもできる」とフレッチャー氏は声明で述べた。

これまで、科学者たちは木星の大気の特徴が色に基づいて判断されることを知っていた。つまり、冷たい領域は明るい色で現れ、暖かい領域は茶色の帯で現れるのだ。木星の3年間にわたるこの新たな研究は、この気候パターンが長期間にわたってどのように変化するかを初めて明らかにした。

この研究はネイチャー・アストロノミー誌に掲載された。