木星

木星は太陽系最大の惑星であり、水素とヘリウムでできた巨大な球体で、他のすべての惑星を余裕をもってその内部に収められるほどの大きさを持つ。半径は約69,900kmで地球の11倍の幅があり、質量は地球の318倍で、他のすべての惑星を合わせた質量の2倍以上に達する。立つことのできる固体の表面はなく、帯状の雲を通り抜けて降りていくと、ガスは単に熱く濃密になっていき、やがて高温で電気を通す液体金属のように振る舞うようになり、その先には周囲の水素にぼやけて溶け込んだ、より重い物質からなる拡散した中心核がある。

これほど巨大でありながら、木星は私たちが知る中で最も速く自転する惑星である。1日はわずか10時間に満たず、この猛烈な自転が赤道を外側へ膨らませ、裏庭の望遠鏡でもわかるほど、この巨大惑星にわずかにつぶれた卵型の輪郭を与えている。

気象でできた世界

木星には地殻も、大陸も、水の海もない——あるのはただ、およそ90%が水素、10%がヘリウムで、アンモニアやメタン、水の痕跡を含んだ、深く乱流を伴う大気だけである。おなじみのクリーム色と赤茶色の縞模様は、交互に並ぶジェット気流のパターンである。上昇するガスの明るい「帯（ゾーン）」と、下降するガスの暗い「縞（ベルト）」が、時速数百kmで互いにすれ違うように流れている。それらがせん断し合う場所では、何年も持続することのある嵐や渦が生まれる。

2016年以来この惑星を周回しているNASAの探査機ジュノーは、こうした風が薄い表層の現象ではないことを発見した。風は内部へ約3,000kmも潜り込んだ後、ようやく渦巻く大気が下にある電気を通す流体へと移り変わる。ジュノーはまた、それぞれの極の周りに幾何学的な多角形状に配置されたサイクロンの集団を明らかにした——南極周りには五角形、北極周りには八角形の嵐の配列があり、これは地球上のどの気象現象とも似ていない形態である。

大赤斑

木星を象徴する特徴が大赤斑であり、これは1世紀以上にわたって望遠鏡で継続的に観測され続けてきたほど巨大な高気圧性の嵐である。よく似た斑点が1660年代にも記録されているが、近年の研究では、その初期の嵐は後に消えた別のものだった可能性が示唆されている。これは地球の低気圧とは逆向きに回転する反サイクロンであり、その縁を吹き抜ける風は時速400kmを超え、ジュノーの観測によれば最大で時速約680kmにも達する。ジュノーの観測機器は、その根が大気中を約300km下まで達していることを示し、これは地球上のどの嵐よりもはるかに深い。

大赤斑は縮小もしている。1世紀前には地球3個分を横に並べて飲み込めるほどの幅があったが、今日ではほぼ地球1個分の幅にまで狭まり、より円形に近づいている。なぜ収縮しているのか——そして、エネルギーを引き出す海も陸もないままで、これほど長く存続してきたのはなぜか——は、この惑星に残された未解決の問いの一つである。

磁気の怪物

木星の深部では、水素が非常に強く圧縮され、金属的で電気を通す液体へと変化する。この層は惑星の急速な自転によってかき混ぜられ、巨大なダイナモとして働き、どの惑星よりも強力な磁場を生み出している——地球の磁場のおよそ20倍の強さで、太陽の方向へ数百万kmも広がるほど巨大である。もしそれが目に見える形で光っていたら、木星の磁気圏は夜空で満月より大きく見えるだろう。

その磁場は致死的な放射線帯を閉じ込め、極では地球のオーロラよりも数百倍強力なオーロラを引き起こしている。またこの磁場は火山活動の盛んな衛星イオとも結びついており、イオは荷電した硫黄と酸素からなるドーナツ状の物質を系に供給し、木星の上層大気に恒久的なオーロラの足跡を輝かせている。

衛星が作る小さな太陽系

木星は少なくとも95個の既知の衛星を従えており、この数は、より小さな外側の捕獲天体が調査によって次々と見つかるにつれて、今も増え続けている。その中でも4つの衛星は別格である。イオ、エウロパ、ガニメデ、カリストは、1610年1月にガリレオ・ガリレイが自作の望遠鏡で発見したガリレオ衛星である。これらが木星の周りを行き来する様子を観察したことで、ガリレオは天のすべてが地球を周回しているわけではないという最初の直接的な証拠を得た。

この4つの衛星は、それぞれが独自の世界である。イオは太陽系で最も火山活動が盛んな天体であり、エウロパは氷の下に塩分を含んだ海を隠しており、地球の海をすべて合わせたよりも多くの水を蓄えている可能性がある。ガニメデはあらゆる衛星の中で最大であり、惑星である水星よりも大きく、独自の磁場を持つ唯一の衛星である。そして暗く傷だらけのカリストは、私たちが知る中でも最も古い表面の一つを保持している。木星はまた、1979年にボイジャーによって発見された、内側の衛星から削り取られた破片によって供給される、かすかな塵の環も持っている。

訪問の歴史

木星は宇宙探査機が到達した最初の外惑星である。NASAのパイオニア10号が1973年に、パイオニア11号が1974年にフライバイを行い、この惑星の強烈な放射線と流体的な性質を確認した。続く1979年には双子のボイジャーがイオの火山、エウロパの氷の殻、そして環のシステムを、一連のフライバイの中で発見した。ガリレオは1995年、最初の周回機となり、探査機を雲の中へ直接投下し、8年間にわたって衛星群を研究した。

ジュノーは2016年7月4日に到着し、放射線帯の下をくぐり抜けて惑星の内部、重力、磁場を探るために設計された、周回を繰り返す極軌道に入った。そのミッションはその後、ガリレオ衛星を間近で調査するために延長されている。次の章はすでに始まっている。2023年に打ち上げられた欧州宇宙機関のJUICE探査機は、海を持つとみられる氷の衛星群に焦点を当てるべく木星へと向かっており、2024年に打ち上げられたNASAのエウロパ・クリッパーもそれに続いている。

木星の見つけ方

木星は肉眼で見つけやすい天体の一つであり、あらゆる恒星よりも明るく輝く、クリーム色をした安定した光の点で、月と金星以外にはまず負けることがない。木星はおよそ13か月ごとに衝を迎え、そのときが最も明るく地球に近い時期であり、日没とともに昇って一晩中輝く。ふつうの双眼鏡でも、木星のそばに並ぶ4つのガリレオ衛星が見つかり、その配列は夜ごとに目に見えて変化していく。小型望遠鏡を使えば、暗い雲の縞模様や、木星がこちらを向いているときには大赤斑そのものも見ることができる。