冥王星のハート形の氷河に、液体窒素が最近流れた可能性

冥王星のハート形氷河から液体が染み出している可能性がある。スプートニク平原（冥王星のハート形の西側の葉を形成する凍った窒素の平原）の北端に沿って、暗い筋や汚れが、液体が最近氷の表面を濡らした跡のように見える。NASAのニューホライズンズ計画の主任研究員アラン・スターン（Alan Stern）が率いるチームは、その最良の説明は、氷河の底部の融解層から液体窒素が亀裂を通って上昇したことだと主張している。

もしそれが正しければ、冥王星で最近液体が流れた最初の証拠となる。表面温度は摂氏マイナス230度近くであり、NASAの研究概要によれば、冥王星の大気と温度では液体窒素の雨は物理的に不可能であるため、液体は下から来るしかない。つまり、この準惑星の内部が現在も表面を形成していることになる。

「冥王星は決して驚かせるのをやめません。今回の新たな結果もまさにその通りです」とスターンはサウスウェスト研究所の発表で述べた。

暗い模様の外観

これらの特徴はスプートニク平原の北部に位置する。スプートニク平原は約1,200×2,000キロメートルの窒素窒素氷の氷河で、テキサス州とオクラホマ州を合わせたよりも大きい。氷河の表面は、都市サイズの対流セルを示す多角形に分割されており、氷が中央でゆっくりと湧き上がり、端で沈む。ラバランプの中の蝋のように、非常にゆっくりと動く。

チームは2種類の暗い特徴を説明している。1つはセル間の境界をたどる細く暗い線である。もう1つはより広く拡散した暗いエプロン状のものである。どちらも地球の氷河に見られる濡れ模様に似ており、両方とも平原の北部に見られる。

研究方法

研究者たちはニューホライズンズがフライバイ中に撮影した画像から作業し、それらをNASAのランドサット9によるグリーンランド氷床の衛星画像と比較した。地球上では、融解水や雨が氷河表面に暗い染みを残すが、冥王星の特徴はそれらのパターンに似ている。

その後、SETI研究所のオルカン・ウムルハン（Orkan Umurhan）が氷のコンピュータモデルを構築した。モデルは、氷河底部の窒素が冥王星の現在の内部熱で融解できることを示している。液体窒素は上部の固体氷よりも密度が低いため、狭い水路を通って上昇できる。これは地球上でマグマが亀裂を通って上昇するのと同様である。表面に達すると、下り坂を流れ、その過程で氷を暗くする。

モデルは安定した細流よりも短いバーストを支持する。論文の概要では、各イベントは約10万から100万立方メートルの液体が、数時間から数日かけて放出されるとしている。オリンピックサイズのプールは約2,500立方メートルを保持するため、1回のバーストで40から400個のプールを満たすことになる。

なぜ窒素が冥王星で融解できるのか

窒素は約摂氏マイナス210度で固体から液体に変わる。これは冥王星の表面温度よりわずか約20度高いだけである。モデルでは、融解は地表から数キロメートル下で起こり、冥王星内部から上昇する熱が氷河の底部を液体にするのに十分である。これが論文タイトルにある「基底」流動である。

表面の年代がこの考えをより妥当にしている。スプートニク平原はおそらく100万年未満の年代であり、これは太陽系の年齢の最大約0.02パーセントに過ぎない。これほど若い表面は今も更新されており、何かがそれを更新しているはずである。

確定しない点

論文は自らの証拠を「可能性」と呼んでおり、その言葉は重要である。誰も冥王星で何かが流れるのを観察したことはない。ニューホライズンズはこの準惑星を一度通過しただけであり、データは単一のスナップショットである。チームは太陽熱や他の通常の説明では不十分だと主張するが、融解自体はモデルの結果であり、測定値ではない。

グリーンランドとの比較にも限界がある。サウスウェスト研究所の主任科学者で共著者のケルシ・シンガー（Kelsi Singer）は、「冥王星には他では見られない多くの独特な地形があり」、表面条件は地球とは異なると認めている。グリーンランドの氷床を濡らすものは、マイナス230度の窒素氷河を濡らすものとは異なる。

チームはまた、冥王星の半分以上が高解像度でマッピングされたことがないため、同じ特徴が惑星の他の場所では一般的であるか、まれである可能性があると指摘している。

冥王星の液体に関するよくある質問

現在冥王星に液体はあるか？

確認されていない。研究は、液体窒素が最近スプートニク平原北部の表面に達したと推測しており、モデルはそれが連続的ではなく短いエピソードで起こることを示唆している。誰もそれが起こるのを見ていない。

冥王星で雨は降るか？

いいえ。NASAの概要は、冥王星の大気と表面温度が液体窒素の雨を物理的に不可能にしていると述べている。そのためチームは空から降るのではなく、氷河の下から上昇する液体を探している。

スプートニク平原とは何か？

それは冥王星のハート形領域の西側の葉を形成する滑らかで明るい平原であり、テキサス州とオクラホマ州を合わせたよりも大きい窒素素氷の氷河である。その表面は100万年未満と推定されている。

他の天体にも液体窒素の流れがある可能性は？

可能性はある。研究者らは、窒素氷を持つ他のカイパーベルト天体でも同様のプロセスが働く可能性があると示唆しており、研究の概要は、間欠泉が観測された海王星の衛星トリトンと準惑星エリスを候補として挙げている。

今後の展望

チームは、冥王星の他の場所、他のカイパーベルト天体、トリトンに同様の特徴が存在するかどうかを調べるために、追加の高解像度観測を推奨している。論文は2026年7月31日にThe Planetary Science Journalに掲載され、2015年と2016年に撮影されたニューホライズンズの画像に基づいている。NASAは2026年8月にその結果の独自の概要を発表した。

参考文献：Stern et al., “Evidence for Possible N2 Basal Flow beneath Pluto’s Northern Sputnik Planitia,” The Planetary Science Journal, 2026. DOI: 10.3847/PSJ/ae7e85

タグ: Kuiper Belt, PLUTO, Alan Stern, liquid nitrogen, New Horizons, Sputnik Planitia