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ペレは木星の衛星イオの表面にある活火山である。イオの後半球に位置し、南緯18 °42′ 西経255°18′ / 南緯18.7° 西経255.3° / -18.7; -255.3である。[1] 高さ300キロメートル (190 マイル) にも及ぶ巨大な噴煙が、1979年のボイジャー1号に始まる様々な宇宙船によってペレで観測されているが、噴煙は持続していない。[2] 1979年3月8日のペレの噴煙の発見により、イオに活火山が存在することが確認された。[3] 噴煙はドナウ平原の北端にある溶岩湖に関連している。ペレ山は、火山の噴煙からの硫黄の降下物によって生じた、火山を取り囲む大きな赤い輪が持続的に残っていることでも有名です。
観察
ボイジャー
1979年3月にボイジャー1号が木星系に接近したとき、同機は木星とイオを含む4つの最大の衛星の多数の画像を取得した。イオのこれらの遠方画像で最も際立った特徴の1つは、衛星の後半球（イオのように同期して回転する衛星で、運動方向と反対を向く側）にある、大きな楕円形の足跡形のリングであった。[4] 1979年3月5日の接近中に、ボイジャー1号は足跡形領域の高解像度画像を取得しました。リングの中央にある蝶ネクタイ形の暗い領域の中心には、部分的に暗い物質で満たされた窪みがあり、大きさは30 km（19マイル）×20 km（12マイル）でした。 [5] この窪みは、後にペレ火山の源であることが判明し、後にドナウ平原と名付けられた裂けた山の北の麓にあります。この遭遇からイオの表面での火山活動の他の劇的な証拠が得られたことから、研究者たちはペレはおそらくカルデラであると仮説を立てた。[4]
1979年3月8日、木星を通過してから3日後、ボイジャー1号は、ミッションコントローラが宇宙船の正確な位置を決定するのを助けるために、光学航法と呼ばれるプロセスで木星の衛星の画像を撮影した。背景の星の視認性を高めるためにイオの画像を処理しているときに、航法技師のリンダ・モラビトは、衛星の縁に沿って高さ300キロメートル (190マイル) の雲を発見した。[3]最初、彼女はその雲がイオの後ろの衛星ではないかと疑ったが、その場所には適切な大きさの天体はないはずだった。その特徴は、ペレの活火山によって生成された、高さ300キロメートル (190マイル)、幅1,200キロメートル (750マイル) の火山噴煙であると判明した。[6] ペレで観測された噴煙の大きさに基づき、赤みがかった（赤色の波長に鈍感なボイジャーのカメラでは暗く見えた）物質のリングは、噴煙物質の堆積物であると判定された。[6] この発見に続いて、ボイジャーが以前に撮影したイオの画像で他の7つの噴煙が見つかった。[6]ボイジャー1号の赤外線干渉計分光計（IRIS）によって検出されたペレからの熱放射は、冷却した溶岩を示す熱ホットスポットをペレで検出し、さらに表面の火山活動がボイジャー1号によって観測された噴煙に関連していることを示した。[7]
1979年7月にボイジャー2号が木星系を通過したとき、イオの噴煙の活動を観察し、表面の変化を探すために撮影キャンペーンが変更された。イオの噴煙の中で最初に発見されたため当時はプルーム1と呼ばれていたペレの噴煙は、4か月後のボイジャー2号では見られなかった。表面監視観測により、ペレを囲む赤いリングに変化が見られた。[8]ボイジャー1号の遭遇 時にはハート型または蹄跡型だったが、今ではより楕円形になり、噴煙堆積物の南側のノッチは埋められている。これはペレ・パテラ内の噴煙源の分布の変化によるものと考えられる。[8]
ボイジャーの遭遇後、国際天文学連合は 1979年にハワイの火山の女神ペレにちなんで正式にこの火山に名前を付けました。 [1]
ガリレオそしてその先へ
ガリレオは1995年に木星系に到着し、1996年から2001年にかけて、近赤外線波長でのイオの熱放射の観測、可視および近赤外線波長での熱ホットスポットを探すために木星の影にあるイオを撮影すること、表面の拡散物質と溶岩流の外観の変化を検出するために軌道のほとんどの間イオを撮影することを通じて、イオの火山活動を定期的に監視しました。 [9] ペレからの熱放射は、月が木星の影にある間にイオの後半球が撮影されたほぼすべての機会に検出されました。 [5] ペレの火山の噴煙は断続的であるか、または主にガスで構成され、時折塵の含有量が増加するバーストがあることがわかりました。1996年12月と2000年12月の2回のみガリレオによって検出された。 [2] これら2回の検出では、噴煙の高さは300 km (190 mi) から 426 km (265 mi) まで変化した。 [2]噴煙は1999年10月、ガリレオが月をフライバイしていたときにハッブル宇宙望遠鏡 によっても検出された、イオで初めてペレの噴煙中に二原子硫黄(S 2 ) が検出されました。 [10] ペレを取り囲む大きな赤いリング状の噴煙堆積物の形状と強度の微妙な変化は、火山の昼間の画像で観察され、最も顕著な変化は1997年9月に見られ、このときピラン・パテラの噴火による暗い火砕物がペレの噴煙堆積物の一部を覆った。
1999年10月から2001年10月にかけてのイオとの 遭遇の間、探査機はカメラと赤外線分光計を使って、イオの夜側にあったペレを3回観測した。カメラはペレのパテラ（イオのカルデラに似た火山の窪地を指す用語）の縁に沿って曲線状の明るい点を映し出した。パテラの南東部に沿った東西の暗い帯の中では、大量の熱放射が観測され、温度と分布は大規模な玄武岩質の溶岩湖と一致していた。[5]
ペレの熱放射は、2000年12月にカッシーニ宇宙船によって、2001年12月にハワイのケック望遠鏡によって、そして2007年2月にニューホライズンズ宇宙船によっても観測された。[5] [11] [12]
身体的特徴
溶岩湖
ペレにはパテラとしても知られる火山の噴火口があり、大きさは30km（19マイル）×20km（12マイル）[5]で、ドナウ平原の北端の麓にある。パテラは複数の層に分かれており、北東部は高く、東西に伸びる地溝からなる低地となっている。 [ 13]ペレがイオの夜側にあった2001年10月にガリレオ が撮影した画像に見られるように、ペレの火山活動は、パテラの縁に沿った小さな熱の「ホットスポット」と、パテラの床の南東部の暗い領域内のより強い熱放射源に限られているようだ。[5] この活動分布は、温度と放出される電力の点でペレがホットスポットとして安定していることと相まって、ペレが大規模で活発な溶岩湖であること、そしてイオの他の場所では見られない噴火スタイルと活動の激しさの組み合わせであることを示唆している。[13] ガリレオのデータで見られる小さなホットスポットは、パテラの縁に沿って溶岩湖の地殻が崩壊し、新鮮な溶岩が表面に露出している場所を表している。[5]ボイジャー1号の画像 では暗い地形となっているパテラの南東部は、ペレ火山で最も活発な地域で、ペレで最も広い熱い溶岩領域がある。このエリアは激しくひっくり返っている溶岩湖であると考えられており、地表下のマグマ溜まりから湖への大量の溶岩の流入と、二酸化硫黄や二原子硫黄などの溶解した揮発性物質の質量分率が大きいことの組み合わせを示唆している。[13] ペレの近赤外線波長での明るさを考えると、溶岩湖のこの部分での活動によって溶岩の噴水も起こる可能性がある。[13] [14]
ペレで観測された熱ホットスポットの近赤外線 放射スペクトルを使用して測定された溶岩の温度は、溶岩湖で噴出する珪酸塩玄武岩溶岩と一致している。ガリレオとカッシーニによるペレの画像からの測定値は、ピーク温度が少なくとも1250〜1350℃であることを示唆しており、ガリレオの近赤外線分光計はピーク温度が1250〜1280℃であることを確認した。[15]ペレのエネルギー出力と温度は、ガリレオのミッション のほとんどを通じて数か月から数年のタイムスケールで一定であったが、木星によるイオの食中に取得されたカッシーニのデータを使用してペレの明るさを測定した結果、数分のタイムスケールでかなりの変動が見られた。これは、その期間におけるペレの溶岩噴出の分布とサイズの変動と一致している。[5]
プルーム
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ペレの噴煙は典型的なペレ型噴煙である。高さは300km（190マイル）で、噴出孔の周囲に同心円状の大きな赤みがかった堆積物を形成している。この噴煙は、ペレ溶岩湖の溶岩噴出物からの硫黄（S2）と二酸化硫黄（SO2）のガス放出によって生成される。[ 13 ] [ 14]ガス放出された硫黄化合物がペレの噴煙に残っているのは、その溶岩湖への安定した一貫したマグマ供給によるものと考えられ、[14]イオの火山の中で最大のマグマ溜まりである可能性がある。[16]ボイジャー1号が撮影した噴煙の画像では、プロメテウス型の小規模な噴煙のような中心柱がなく、代わりに糸状の構造をしている大きな構造が明らかになった。[17] この形態は、ペレ溶岩湖から上空に噴出した硫黄ガスによって形成された噴煙と一致しており、傘状の噴煙の外縁に沿った衝撃波キャノピーに達すると、固体の S 2と SO 2に凝縮されます。 [2] これらの凝縮された物質はその後、表面に堆積し、ペレ火山の周囲に大きな赤い楕円形のリングを形成します。[13] 堆積物の楕円形は、おおよそ南北方向に伸びており、東西の線状の発生源領域の結果である可能性があり、ペレ・パテラの南部のより活発な部分を形成する地溝の形状と方向と一致しています。[18] ペレ溶岩湖のさまざまな部分での変動する活動は、さまざまな宇宙船によって観測された噴煙堆積物の明るさと形状の経時的変化にもつながる可能性があります。[18] [19]
参考文献
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外部リンク
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