８月度その１３：オゾン全量シリーズ：木星にもオーロラは出現する、だがオゾン層は無い、生物はいないから、、、！
オゾン全量シリーズと名付けた新しいシリーズを展開中です
北半球では、冬季にオゾン全量が極めて多くなります
この辺りのメカニズムを、勉強し理解を深める必要がある、と考えております
で、オゾンは生物起源である、との事でした 中層大気大循環 | 研究紹介 | 佐藤薫研究室 | 東京大学 大学院理学系研究科 地球惑星科学専攻 大気海洋科学講座 大気物理学分野
地球のオーロラ発生にはオゾン層が深く関わっている、が本ブログのモデルなのです
で、木星にもオーロラは発生する
で、木星には生物はいないだろうからオゾン層は存在しないだろう
これを、少し追ってみましょう！
お付き合い頂ければ幸いです
まず 木星 - Wikipedia の「磁気圏と磁場」からです
木星磁気圏の特徴は、衛星イオが火山活動で軌道上に放出する二酸化硫黄ガスが硫黄や酸素等のイオンとなり、木星から供給される水素イオンともども惑星の赤道上にプラズマ・シートを形成するところにある。
ここで一旦Wikiを離れて 木星に｢太陽系最強｣のオーロラが起こる理由は｢衛星の火山噴火｣だった | Business Insider Japan より抜粋すれば、
図１：NASAの木星探査機｢ガリレオ｣が捉えたイオの画像。宇宙空間を背景に、火山が噴火する様子が捉えられている。1997年6月28日撮影。
イオの火山活動が発生するプラズマが、木星の軌道に捉えられプラズマシートを形成する
図２：木星のオーロラを生み出す、電荷を帯びたプラズマの流れを示す模式図。
黄色の点線（これがイオ火山起因のプラズマ流だろう）が循環する点は気になる（プラズマ流が循環するって、果して正しいのだろうか？の意味）
再びWikiに戻ると、
図３：木星のオーロラ。三つの点は三つの衛星と繋がる量子化磁束（フラクソン）がつくるオーロラであり、左側がイオ、下部のふたつがガニメデとエウロパによってもたらされたものである。ほとんどの明るい楕円は「メインオーバル」と呼ばれ、その他にもほのかなオーロラの光も見られる
イオ等の衛星名はブログ側で入れました
図３を見ると、木星オーロラの特徴として、イオ等の衛星火山起因のプラズマが木星磁場に捉えられて（これが量子化磁束？）オーロラを形成する点が挙げられる
Wiki本文を追う事にしよう
木星の磁場の強さは地球磁場の14倍に相当する。磁力は赤道部分で4.2ガウス、極部分で10 - 14ガウスという太陽黒点を除けば太陽系最大の磁力を持ち、地球磁場の約2万倍に相当する。磁極は自転軸とややずれており、極性は地球と逆になっている。
なるほど〜
この磁場は、金属水素のマントルにおける導電物質の対流活動が引き起こすという説が有力である。木星磁気圏の特徴は、衛星イオが火山活動で軌道上に放出する二酸化硫黄ガスが硫黄や酸素等のイオンとなり、木星から供給される水素イオンともども惑星の赤道上にプラズマ・シートを形成するところにある。このシートは惑星とともに自転する磁気圏に引っ張られて回転し、遠心力によって引き伸ばされた円盤状となる。プラズマ・シートの中では電子が0.6 - 30.0メガヘルツに達する強い電波バーストを発している。
イオの火山イオンと木星の水素イオンが形成するプラズマ・シート、これが木星の特徴なのですね
太陽風と磁気圏は、木星半径の75倍に相当する領域で相互作用を起こしバウショックを発生している。このバウショックと磁気圏境界層との間の内側部分が磁気圏境界面となり、木星の磁気圏を覆っている。ここに衝突する太陽風は、風下へ木星磁気圏を引き伸ばし、その外側は土星の公転軌道にまで達している。4大衛星はどれも磁気圏の中を公転しており、太陽風の吹きつけから守られている。しかし、この磁気圏内部は高エネルギー粒子で満たされており、地球のヴァン・アレン帯をさらに厳しくしたような環境にある。
なるほど、ヴァン・アレン帯相当はあるのだろうか？は気になっていたのですが、もっと凄いモノがあるようです
木星の磁気圏は磁場が発生する極の部分に激しい現象を起こす。衛星イオの火山活動が磁気圏内に放出するガスは惑星を囲う円環の形に広がる。この中をイオが公転すると、相互作用によってアルヴェーン波が発生し、イオンを木星の極まで運ぶ。その結果、加速されてメーザー発生機構として働き、エネルギーは円錐の表面をなぞるように伝達する。この円錐と交差すると、地球では太陽からの電波よりも高い出力が観測される。
へぇ〜、メーザーが出て来る？
この強い磁気のため、木星の極には常時オーロラが生じ、そのエネルギーは地球の1,000倍に相当する。木星大気の主成分は水素分子H2であるため、流入する荷電粒子によって電離しH2+イオンとなり、これがH2と反応を起こしH3+とHとなる。このH3+イオンがオーロラを起こす。また、磁力線が衛星と重なった際に生じるフラックスチューブ（エネルギー束）が極域とつながった箇所にも点状のオーロラが発生する。
まとめると、元々木星磁場は地球磁場より14倍も強いのだけれども、イオの火山活動によるプラズマは木星の極までアルヴェーン波によって運ばれ、より強い磁場を形成する
この結果、木星の極には常時オーロラが発生し、オーロラ発光するのはH3イオンとなる
今ひとつ、ピシャっと分かった訳ではありませんが、追々分かって来る事もあるのでしょう
何しろ、オーロラ発生には常にオゾン層が必要、という事ではなかったです
最後に、生命の可能性：
1953年に行われたユーリー・ミラーの実験は、原始地球の大気に存在した化学物質から稲妻によって生物を構成するアミノ酸など有機化合物が合成されることを明らかにした。この実験で使われた大気は、水、メタン、アンモニア、水素分子などであり、これらは木星大気にも含まれている。しかし木星には強い垂直方向の空気循環があり、このような物質は高温の惑星内部に運ばれて分解してしまい、地球型の生命が発生することを妨げると考えられる。
そうでしたか
また、大気中にある水の絶対量が乏しい点と、岩石核の表面が惑星深くの強い圧力に晒されていることも地球型生物の発生条件にほとんど適さないと考えられる理由である。しかしボイジャー計画前の1976年には、木星の上層大気中にアンモニアか水を媒介とする生物が存在する仮説が示された。この説では、地球の海のような環境をあてはめたもので、上層部に漂い光合成を行うプランクトンが存在し、その下部にはこれらを食糧とする魚のような生物が、さらに下には魚を捕食する生物がいると想定した。
まぁ、そのような想定もある、という事ですね
コメントバック
Rio同志(id:ballooon)！
超お忙しい中でのコメント、ありがとう御座います、感謝ッ！
＞面白かったです！
ありがとう御座います
＞それ以前の人間の想像もロマンがあって良いですね～（ღˇᴗˇ）｡o
ハハハッ！確かに、です
次の次の記事「８月度その１５」も木星オーロラを扱っており、それが何とX線オーロラなのです
JAXAさんの記事ですからマ・ジ・メですよ〜！
是非、よろしく、です
以上でした
コメバック終わり
以上、お付き合い頂きまして、ありがとう御座いました
感謝です！
