ペレ（火山）
イオの尾を引く半球のカラー画像。ペレ火山の周りの大きな赤いリングが強調されている。

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、南緯18.7度、西経255.3度に位置している。[ 1 ] 高さ300キロメートル（190マイル）の巨大な噴煙が、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きたが、持続的ではなかった。[ 2 ] 1979年3月8日のペレの噴煙の発見は、イオに活火山が存在することを確証した。[ 3 ] 噴煙はドナウ平原の北端にある溶岩湖と関連している。ペレはまた、噴煙からの硫黄の降下物によってできた、火山を囲む持続的な大きな赤い輪があることでも有名である。 南緯18度42分 西経255度18分 / / -18.7; -255.3

観察

ボイジャー

ボイジャー1号が撮影したペレ（中央右上）とその糸状の噴煙の画像のモザイク

1979年3月、ボイジャー1号は木星系に接近し、イオを含む木星とその4つの最大の衛星の多数の画像を取得した。これらのイオの遠景画像の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状のリングであった。[ 4 ] 1979年3月5日の接近中に、ボイジャー1号は足跡状の領域の高解像度画像を取得した。リングの中央にある蝶ネクタイ型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30km（19マイル）×20km（12マイル）であった。[ 5 ] この窪みは、後にペレ火山の原因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麓にある。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号は木星の衛星の画像を撮影し、ミッションコントローラーが宇宙船の正確な位置を特定するのに役立てた。このプロセスは光学航法と呼ばれる。航法技師のリンダ・モラビトは、背景の星を鮮明にするためにイオの画像を処理していたところ、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背後にある衛星ではないかと疑ったが、その場所には適した大きさの天体はなかっただろう。その特徴は、ペレの活火山によって発生した、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断されました。[ 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つの噴煙が見つかりました。[ 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、冷却中の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ました。[ 7 ]

1979年7月にボイジャー2号が木星系を通過した際、イオの噴煙の活動の観測と表面の変化の調査を行うために撮影キャンペーンが変更された。ペレの噴煙は、イオで最初に発見された火山噴煙であったため、当時はプルーム1と名付けられていたが、4か月後のボイジャー2号では観測されなかった。表面監視観測により、ペレを取り囲む赤いリングの変化が明らかになった。[ 8 ]ボイジャー1号の接近 時にはハート型または蹄跡型であったが、現在はより楕円形になっており、噴煙堆積物の南側のノッチは埋められている。これは、ペレの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命名した。 [ 1 ]

ガリレオとその先

ペレ溶岩湖からの夜間の熱放射を示す赤外線画像

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の中にあったイオの撮影、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により、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、イオが木星の影に入っていた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、時々爆発的に塵の含有量が増加した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 ] この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 ]この噴煙は1999年10月、ガリレオが月をフライバイしている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(S2 )が検出されました。 [ 10 ] ペレの周囲にある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が火山の昼間の画像で観測されており、最も顕著な変化は1997年9月にピラン・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ときに見られました。

1999年10月から2001年10月にかけてイオに接近したガリレオ 探査機は、ペレがイオの夜側にある間に、カメラと赤外線分光計を用いて3回観測しました。カメラは、ペレのパテラ（イオのカルデラに似た火山性窪地を指す用語）の縁に沿って、曲線を描く明るい点の列を捉えました。パテラの南東部に沿った東西の暗帯では、大量の熱放射が観測され、その温度と分布は、巨大な玄武岩質溶岩湖と一致するものでした。[ 5 ]

ペレの熱放射は、2000年12月にカッシーニ宇宙船、2001年12月にハワイのケック望遠鏡、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

1979年3月にボイジャー1号が撮影したペレの最高解像度の画像

ペレにはパテラとしても知られる火山クレーターがあり、大きさは30km×20kmで[ 5 ] 、ドナウ平野の北端の麓にある。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い部分がある[ 13 ]。ペレがイオの夜側にいた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、パテラ底の南東部の暗い領域にある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、温度と放出されるエネルギー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を示しており、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。[ 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、新鮮な溶岩が地表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 では暗い地形の領域であるパテラの南東部は、ペレ火山の最も活発な領域であり、ペレで最も広範囲にわたる熱い溶岩領域がある。このエリアは激しく反転し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量と、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慮すると、溶岩湖のこの部分での活動によって溶岩の噴出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発光スペクトルを用い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質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では、ピーク温度が少なくとも1250～1350℃であることが示唆されており、ガリレオの近赤外線分光計はピーク温度が1250～1280℃であることを観測した。[ 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大部分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カッシーニが取得したデータを用いてペレの明るさを測定したところ、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泉の分布と規模の変動と一致している。[ 5 ]

プルーム

地球上の大規模な火山噴火（クラカタウ、1883年）の噴煙柱と比較したペレ型噴煙

ペレのプルームは典型的なペレ型プルームで、高さ300km（190マイル）あり、発生源の周囲に同心円状に広がる大きな赤みがかった堆積物を形成している。このプルームはペレ溶岩湖で噴出する溶岩からの硫黄（S2）と二酸化硫黄（SO2）の脱ガスによって生成される。[13] [14] 脱ガスした硫黄化合物がペレのプルームに残っているのは、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る。[14] この溶岩湖はイオの火山の中で最大のマグマだまりである可能性がある。 [ 16 ]ボイジャー1号が撮影したプルームの画像では、プロメテウス型の小規模なプルーム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プルームと一致しており、傘状のプルームの外縁に沿って衝撃波キャノピーに達すると、固体の S2 と SO 2 に凝縮されます。[ 2 ]これらの凝縮 物質は表面に堆積し、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 ] おおよそ南北方向に伸びる堆積物の楕円形は、東西に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プルーム堆積物の明るさと形状の経時的な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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