トール（火山）
2001年10月に撮影されたガリレオによるトールの画像[ 1 ]

トールは木星の衛星イオにある活火山です。イオの木星の反半球、北緯39.15度、西経133.14度に位置しています[ 2 ] 。2001年8月6日のガリレオ探査機フライバイでは、高熱放射と巨大な噴煙を伴う大規模な噴火が観測されました。この際、探査機は噴煙の外側部分を通過し、直接サンプル採取が可能となりました。噴火は2001年10月のガリレオ探査機の次のフライバイまで続きました[ 1 ] [ 3 ] 。 噴火中に撮影された高解像度画像で見られるように、トールは近くの一連の火山性窪地から噴出した一連の暗い溶岩流で構成されています。[ 1 ] 噴火前、この地域はイオの中緯度から高緯度に特徴的な放射性硫黄でできた赤褐色の平原と、拡散した硫黄堆積物に覆われた硫黄またはケイ酸塩の流れで構成されている可能性のある一連の黄色い流れで構成されていました。[ 4 ] 2007年2月のニューホライズンズの遭遇 時、トールはまだ活動しており、探査機は近赤外線の熱放射と火山の噴煙を観測しました。[ 5 ]北緯39度9分 西経133度8分 / / 39.15; -133.14

トールは2006年に国際天文学連合（IAU）によって北欧神話の雷神トールにちなんで命名されました。[ 2 ]

2001年の噴火

2001年より前、ソーでは活発な火山活動は観測されていなかった。[ 3 ] この地域の外観は、1979年のボイジャーによる観測からガリレオ計画を経て、遅くとも2000年12月までは安定していた。[ 6 ] 1999年7月に行われたソーの最初の詳細観測では、いくつかの明るい黄色の流れがマッピングされた。これらの流れは、主に硫黄で構成されているか、または硫黄で覆われた冷却されたケイ酸塩の流れが凝縮したものである。 [ 4 ] いずれにせよ、2000年末までこれらの流れのサイズ、色、または分布に変化は観測されなかったため、これらの流れはボイジャーの遭遇前に配置されていたことが示唆されている。[ 4 ] [ 6 ] 2001年5月までソーで熱放射は観測されていなかったため、その年の後半に観測された噴火はこれらの観測後に始まったに違いない。[ 3 ]

2001年8月

2001年8月のガリレオ衛星によるカラー画像（トールの噴煙を撮影）[ 1 ]

2001 年 8 月 6 日、ガリレオ宇宙船は高度 194キロメートル(121 マイル) でイオの北極領域を通過しました。[ 7 ] このフライバイの目的は、高解像度でトヴァシュタルの噴煙の発生源を撮影し、噴煙内の物質を直接採取することでした。[ 1 ] 遭遇中の撮影はカメラの異常により妨げられました。遭遇の数日前と数日後に取得された遠景撮影は成功しました。2001年 8 月 4 日には三日月形のイオが撮影され、遭遇中のより詳細な現場観測の背景としてトヴァシュタルの噴煙が撮影されました。画像ではトヴァシュタルの噴煙ではなく、トール上空の火山の噴煙が明らかになり、大規模な噴火が進行中であることが示されました。[ 1 ] ソーのプルームは2つの要素から構成されていました。1つは高さ100～125 km (62～78 mi) の内側の塵のプルーム、もう1つは高さ440 km (270 mi) のより大きくて暗いハローです。この外側のプルームはイオで観測された最大級のプルームの一つです ( 1999年7月に観測されたグリアン・パテラのプルームのみがこれより大きかった)。[ 8 ] 外側のハローは二酸化硫黄ガスと微細なSO20.5～10ナノメートルの大きさの塵粒子。[ 8 ] 外側のハローは内側の光学的に厚い塵の柱よりも暗いが、外側のハローの質量は実際には大きい（典型的な塵の柱の106～107kgと比較して少なくとも108kg）。

遭遇時、カメラが正常に機能していなかったものの、ガリレオに搭載された他の科学機器はトール噴火の観測に成功した。最接近時には、探査機近傍のプラズマを検知するために設計された機器であるプラズマサブシステムが、トール噴煙の外側ハローに含まれる物質の一部を採取し、500～1000 amuの「雪片」を発見した。[ 9 ] 純粋な二酸化硫黄の組成を仮定すると、カメラの遠距離観測で推定された塵粒子は15～20個の二酸化硫黄分子で構成されていることが示唆された。[ 8 ] [ 10 ] 近赤外線マッピング分光計（NIMS）は、遭遇直後にイオの木星側半球全体の熱放射と赤外線スペクトルをマッピングし、爆発を主体とした噴火と一致する近赤外線スペクトルを持つ、トールに強い熱ホットスポットを発見した。 NIMSは、トールにおいて、露出した珪酸塩溶岩を示唆する高い噴火温度と、溶岩の流速が高いことを示唆する高い出力を発見しました。IAUによる正式な命名に先立ち、NIMSの科学者たちは、この噴火をガリレオ衛星のI31周回軌道上で初めて検出された新たな噴火として、I31Aと命名しました。[ 3 ]

8月8日に行われた別の画像観測では、この噴火がイオの表面に及ぼした影響が示され、トール火山の周囲に新しい暗点と、噴煙によって堆積した新鮮な微粒子の二酸化硫黄の霜で構成された明るいリングが観測された。[ 1 ] [ 11 ] 白い噴煙堆積物の一部の地域では、SO2この噴火の結果、霜は60～70％から100％に増加しました。[ 11 ] プルーム堆積物の大きさは、トールの内部ダストプルームによって形成されたものと整合しています。[ 8 ] NIMSのデータは、外側のプルームが非常に細粒のSO2これは可視波長では透明であるが、内側のプルーム堆積物はより厚く、より大きな霜粒子を含んでいるため、可視波長では明るく見える。[ 11 ] 多くの大規模な「爆発的」噴火とは異なり、トールでは赤色堆積物は観測されなかった。これはイオの上部リソスフェアの地下硫黄の分布に不均一性があることを示唆している。[ 4 ]

2001年10月

1999年7月から2001年10月までのトールの表面変化[ 1 ]

ガリレオは2001年10月16日に再びイオを通過し、今回は高度184km（114マイル）で衛星の南極地域を通過した。前回のフライバイ中にトールの噴火が発見された結果、観測計画が調整され、カメラと近赤外線分光計が新しい噴火現場の高解像度の画像とスペクトルを撮影できるようになった。カメラは火山上空の単一のクリアフィルターフレームを、ピクセルあたり334メートル（1,100フィート）の空間解像度で取得した。[ 7 ] 画像には、多くが暗い火砕流堆積物に囲まれた、いくつかの新しい暗いケイ酸塩溶岩流が示された。[ 1 ] 暗い流れは、以前に観測された黄色い流れをほぼ覆っていたが、2001年10月までに、それらの古い流れの一部は見ることができるままだった。火山の東側にある大きな黒煙の源は、50km×17km（31×11マイル）の大きさの亀裂であると考えられます。この亀裂は、形成過程にあるパテラ（火山性窪地）である可能性があります。 [ 4 ] フライバイから数時間後に撮影された遠距離カラー画像では、トールの噴煙がまだ見えていることが示されています。[ 1 ] [ 12 ]

NIMSはトール火山を高解像度で観測しました。その結果、トール火山は依然として活発に噴火しているものの、噴火出力は2001年8月よりも低下していることがわかりました。[ 3 ] 噴火の最も激しい部分（総出力で）は、カメラチームが観測した東側の大きな溶岩流を中心としていました。NIMSはまた、これまで火山活動が観測されていなかった近隣のいくつかの火山体から熱放射を発見しました。この活動は、ガリレオ搭載のカメラが捉えた新鮮な溶岩流または硫黄堆積物の昇華の結果として、これらの火山の底が暗くなるのと一致していました。近隣の火山の活動は、トール火山の下にあるマグマ供給システムがこれらの地形にも広がっており、地域規模で新たな火山活動を引き起こしていることを示唆しています。 [ 3 ]

ガリレオの後

2001年10月のガリレオ探査機によるトールの観測は同探査機にとって最後のものとなったが、2001年の噴火は地上の天文学者によって観測が続けられた。トールからの熱放射は、2001年12月22日にハワイのケック望遠鏡で観測された。 [ 13 ] 2007年2月のニューホライズンズ探査機によるトールへの接近 後も火山活動は継続し、この際、トールで熱ホットスポットと高さ100km（62マイル）のかすかな噴煙が観測された。しかし、その時点では、噴煙と暗い火砕流堆積物の大部分は消えていたか、トヴァシュタルで新たな噴煙に覆われていた。[ 5 ]

  • 2001年8月のトール噴火の影響を示すイオの木星側半球の低解像度画像[1]
    2001年8月のトール噴火の影響を示すイオの木星側半球の低解像度画像[ 1 ]
  • 2001年10月のトールからの近赤外線熱放射[3]
    2001年10月のトールからの近赤外線熱放射[ 3 ]

参考文献

  1. ^ a b c d e f g h i j k Turtle, EP; et al. (2004). 「ガリレオSSIによるイオの最終観測：軌道G28-I33」. Icarus . 169 (1): 3– 28. Bibcode : 2004Icar..169....3T . doi : 10.1016/j.icarus.2003.10.014 .
  2. ^ a b「トール」。惑星命名法の地名辞典。USGS天体地質学研究プログラム。
  3. ^ a b c d e f g Lopes, RMC; et al. (2004). 「イオの溶岩湖：2001年のフライバイにおけるガリレオNIMSによるイオの火山活動の観測」Icarus . 169 (1): 140– 174. Bibcode : 2004Icar..169..140L . doi : 10.1016/j.icarus.2003.11.013 .
  4. ^ a b c d eウィリアムズ、DA;他。 (2005)。 「イオのザママ～トール地域: 地図、地形、ガリレオ宇宙船データの統合から得た洞察」。イカロス。177 (1): 69–88。Bibcode : 2005Icar..177...69W。土井：10.1016/j.icarus.2005.03.005。
  5. ^ a bスペンサー、JR;他。 (2007)。 「ニューホライズンズが見たイオ火山活動：トヴァシュタル火山の大噴火」。科学。318 (5848): 240–243。書誌コード: 2007Sci...318..240S。土井：10.1126/science.11​​47621。PMID 17932290。S2CID 36446567。  
  6. ^ a b Geissler, P.; et al. (2004). 「ガリレオ計画におけるイオの表面変化」イカロス 169 ( 1 ) : 29– 64. Bibcode : 2004Icar..169...29G . doi : 10.1016/j.icarus.2003.09.024 .
  7. ^ a b Perry, J.; et al. (2007). 「ガリレオ計画とイオの観測の概要」Lopes, RMC ; Spencer, JR (編).イオ・アフター・ガリレオ. Springer-Praxis. pp.  35– 59. ISBN 978-3-540-34681-4。
  8. ^ a b c d Geissler, PE; MT McMillan (2008). 「ガリレオによるイオの火山噴煙の観測」イカロス 197 ( 2 ) : 505– 518. Bibcode : 2008Icar..197..505G . doi : 10.1016/j.icarus.2008.05.005 .
  9. ^ Frank, LA; WR Paterson (2002). 「イオ北極域フライバイ中にガリレオ宇宙船が観測したプラズマ」 . Journal of Geophysical Research . 107 (A8): SMP 31–1–SMP 31–19. Bibcode : 2002JGRA..107.1220F . doi : 10.1029/2002JA009240 .
  10. ^メルツァー、マイケル (2007).木星へのミッション：ガリレオ計画の歴史(PDF) . NASA歴史シリーズ. アメリカ航空宇宙局. p. 251. NASA SP-2007-4231 . 2010年2月26日閲覧。
  11. ^ a b c Douté, S.; et al. (2004). 「NIMSスペクトル画像解析によるイオ火山周辺の地質と活動」Icarus . 169 (1): 175– 196. Bibcode : 2004Icar..169..175D . doi : 10.1016/j.icarus.2004.02.001 .
  12. ^ Stryk, Ted (2009年12月30日). 「ガリレオの32周目から見たイオ」 .当時と現在の惑星画像. 2010年2月25日閲覧。
  13. ^ Marchis, F.; et al. (2005). 「Keck AOによるイオにおける2～5μmの地球規模の火山活動の調査」. Icarus . 176 (1): 96– 122. Bibcode : 2005Icar..176...96M . doi : 10.1016/j.icarus.2004.12.014 . S2CID 121545083 . 
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