金星

金星は太陽から2番目の惑星であり、物理的な指標のほぼすべてにおいて地球の近縁双子星と言える存在である。半径6,051.8kmは地球の6,371kmに対して、質量4.87×10²⁴kgは地球の5.97×10²⁴kgに対して、大きさも質量もわずか数パーセントしか違わない。しかし、その類似性は表面で途切れる。硫酸の雲が恒久的に覆う下には、太陽系で最も高温な惑星表面が広がっており、太陽に近い水星よりも高温で、私たちが知る限り最も極端な温室効果によって約465℃近くに保たれている。

金星は極端さと逆転に満ちた世界である。自転は逆向きで、しかもきわめて遅く、1回転に243地球日を要し、これは224.7日の1年よりも長い。大気は96.5%が二酸化炭素で、地表を地球の海面気圧の約92倍という圧力で押しつぶしている。生の材料という点では地球にこれほど似ている惑星でありながら、金星は太陽系の中で、兄弟のような2つの世界がいかに異なる姿になりうるかを最も鋭く教えてくれる存在である。

押しつぶし、焼き尽くす大気

金星はほぼ純粋な二酸化炭素の濃密な大気に包まれており、窒素が数パーセント含まれるほかは、それ以外のあらゆる成分は微量にとどまる。地表での気圧はおよそ地球の92倍に達し、これは海中約900mの深さで感じる力に相当する。この厚い二酸化炭素の毛布は容赦のない効率で熱を閉じ込めている。地表温度は約465℃前後に保たれ、これは鉛を溶かすほどの高温であり、極から赤道まで、昼側から夜側まで、ほとんどどこでもほぼ同じ灼熱の温度が続く。

雲は水ではなく濃縮された硫酸でできており、厚さ数十kmに層をなし、通常のカメラから地表を完全に隠している。雲底からは酸の雨粒が降るが、地表に達するはるか手前でこの熱によって蒸発してしまう現象があり、これは「ヴァーガ（尾流雲）」と呼ばれる。はるか上空では雲頂がわずか地球の4日で惑星を一周し、時速約360kmにも達すると測定された風によって駆動されている——これは「スーパーローテーション」と呼ばれ、その下にある惑星本体ののろい自転よりもはるかに速く大気を回転させている。

暴走温室効果

金星は暴走温室効果の教科書的な事例である。地球より太陽に近い位置にあるため、初期に十分な追加の日射を受け、海があったとすればそれが蒸発してしまったと考えられる。水蒸気自体が強力な温室効果ガスであるため、温暖化が進むほど蒸発が進むという正のフィードバックが働き、やがて水は完全に失われ、上空で日光によって分解されて宇宙へと逃げていった。あとに残ったのは、閉じ込める術のない二酸化炭素であり、気温は現在の水準まで上昇した。

この状況をさらに悪化させているのが、金星に金星を保護する全球的な磁場が存在しないことである。そのため上層大気は太陽風にさらされたままになっている。金星がどのように、そしていつ地球から分岐したのかを正確に理解することは、比較惑星学における中心的な問いの一つである。なぜなら、それは私たち自身の世界の気候や、他の恒星を回る地球サイズの惑星の気候をどう評価するかに直接関わってくるからである。

若く火山活動の盛んな表面

NASAのマゼラン探査機が1990年から1994年にかけてレーダーで金星を初めて雲越しに地図化したとき、火山活動が支配的な表面の姿が明らかになった。惑星のおよそ80%はなめらかな火山性の平原で、直径1,000kmを超えるものもあるコロナと呼ばれる円形のテクトニクス・火山地形が数百個も点在している。これはマントルから熱いプルームが押し上げられてできたものである。平原の上には2つの高地「大陸」がそびえている。北にあるイシュタル大陸はオーストラリアほどの大きさで、赤道付近にはより大きなアフロディーテ大陸がある。

イシュタル大陸には金星最高地点であるマクスウェル山があり、その頂は平均地表面から約11kmの高さにあり、ヒマラヤ山脈に匹敵する規模である。注目すべきことに、金星には衝突クレーターが非常に少なく、あるものも均等に分布し、比較的新しく見える。これは数億年前に惑星全体を覆う表面更新イベントが起き、それ以前のクレーター記録を消し去ったことを示している。また、マゼランのデータを最近再解析したところ、一部の火山が現在も活動している兆候が見つかっている。

1年より長い逆向きの1日

金星はその公転方向、そして他のほとんどの惑星の自転方向とは逆向きに自転している——これは177.36度という自転軸の傾き、つまり実質的に上下逆さまであることに反映された逆行自転である。その自転は氷河のようにゆっくりで、1回転に243地球日かかり、そのため金星の恒星日は224.7日の公転周期よりも実は長い。公転運動と組み合わせると、日の出から次の日の出までの間隔はおよそ117地球日になる。もし表面に立てたなら、太陽が西から昇り東に沈むのを見ることになるだろう。

金星がなぜ逆向きに回っているのかは、いまだに議論が続いている。歴史の初期に起きた巨大衝突が惑星をひっくり返した、あるいは反転させたという可能性もあるが、有力な代替案としては、その巨大な大気に働く強力な太陽潮汐力が、何十億年もかけて元々地球のようだった自転を徐々に減速させ、逆転させたというものがある。

一世紀にわたる探査

金星は宇宙探査機が訪れた最初の惑星であり、1962年にNASAのマリナー2号がフライバイを行った。その後、ソ連のベネラ計画が1960年代、70年代、80年代を通じて数々の初達成を成し遂げ、他の惑星への初の軟着陸や、金星表面からの初の写真撮影などがそれに含まれる——それらのカメラは、押しつぶすような高温高圧の中でわずか数分から1時間ほどしか持ちこたえられなかった。NASAのマゼランは1989年に打ち上げられ、全球レーダー地図を作成した。より近年では、2010年に打ち上げられた日本の探査機あかつきが2015年に周回軌道へ入り、大気とそのスーパーローテーションする風を研究している。

長い停滞期を経て、金星は再び優先事項となっている。2020年に報告された雲の中のホスフィンの存在は——生命の可能性を示す化学的な手がかりかもしれないが、激しい議論の対象でもある——関心を再燃させる一因となり、高度50km付近の温暖な雲層で、圧力や温度が地球に近づくため微生物が存在しうるという以前からの提案とも相まって注目を集めている。2030年代初頭の打ち上げに向けて、現在3つの主要ミッションが準備されている。大気中を降下するプローブを投下するNASAのDAVINCI、そしてレーダー地図作成機であるNASAのVERITASとESAのEnVisionである。

今夜、金星を見る方法

金星は最も見つけやすい惑星であり、太陽と月に次いで夜空で3番目に明るい天体で、うっすらと影を落とすほど明るく、見る場所を知っていれば昼間でも見つけることができる。地球より太陽に近い軌道を回っているため太陽から大きく離れることがなく、日没後には西の空に、日の出前には東の空に現れる——このため古くは「宵の明星」「明けの明星」と呼ばれてきた。小型望遠鏡でも、金星は月のようにくっきりとした満ち欠けを見せ、太陽の周りを回るにつれて満ちたり欠けたりする。金星がこれほど明るく輝くのは、その高い反射率を持つ雲のためである。金星の最も稀な現象は太陽面通過で、8年間隔で対になって起こり、その後1世紀以上再び起こらない——直近は2004年と2012年で、次回は2117年12月まで起こらない。