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さなえいちぬの
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1 ( Nakajima Kensuke ) 1 ( 1 ) [m/s 2 ] [W/m 2 ] N 2 N 2, O 2 H 2, He [K] ( ) [ ] ( ) 70% [kg/m 2 ] ( ) [km] [K/km] CH 4, N 2 H 2 O H 2 O, NH 3, NH 4 SH [ ] ? ? [km] 8 25? ? [K] 75 90? ? L[J/Kg] (H 2 O) q s 0.03? ?(H 2 O) (Lq s /c p [K]) : ( ) [kg/m 2 ] 1

2 1: : Voyager 1 : Keck 1) : 2) 10 1( ) 15 1/3 50% 3) 1990 adaptive optics ( )

図 2: 左:カッシーニ軌道船が撮影したタイタン南極付近下部に雲活動白色がある (Photojournal PIA06141)4) 中:カッシーニ軌道船が撮影したタイタンの南極付近

また地表面には固定した模様が確認されているがその正体は黒い部分がどうやら砂漠であることを除きはっきりしていない図２左中また合成開口レーダーはクレーターや氷の火

時間以上にわたり大気構造を観測しつつ降下し地表面に到着した降下中に撮影された画像には侵食地形と思われる構造図３左も見られまた降下地点図３中は明らかに地面であるものの

程度までは中立成層と一様なメタン濃度で特徴付けられる混合層となっていた図 3 右メタンの雲を示す直接的なデータは得られずまたメタンの過飽和は観測されなかったただし

ホイヘンスによる探査は多くの新データをもたらしてはいるが木星におけるガリレオ軌道船およびプローブ探査と同様直接観測は 1 点だけであり大気の総合図 3:

3 図 2: 左:カッシーニ軌道船が撮影したタイタン南極付近下部に雲活動白色がある (Photojournal PIA06141)4) 中:カッシーニ軌道船が撮影したタイタンの南極付近左上の黒い足跡状の模様は湖かもしれない (Photojournal PIA06241) 右:カッシーニ軌道船が撮影したタイタンの火山 (Photojournal PIA07962) たまた地表面には固定した模様が確認されているがその正体は黒い部分がどうやら砂漠であることを除きはっきりしていない図２左中また合成開口レーダーはクレーターや氷の火山らしきものも観測している図２右 2005 年 1 月にはカッシーニ本体から分離されたホイヘンスプローブがタイタン大気に投入されパラシュートによって 2 時間以上にわたり大気構造を観測しつつ降下し地表面に到着した降下中に撮影された画像には侵食地形と思われる構造図３左も見られまた降下地点図３中は明らかに地面であるものの散らばる石ころは丸くこれまた侵食作用を示唆するこれらの特徴をどう解釈すべきか特に侵食の年代については研究が始まったばかりである降下中の観測によると地面から 5km 程度までは中立成層と一様なメタン濃度で特徴付けられる混合層となっていた図 3 右メタンの雲を示す直接的なデータは得られずまたメタンの過飽和は観測されなかったただしホイヘンスの降下地点赤道近くはこの時にメタンの雲らしきものが観測されていた地点南極近傍からは離れていたので雲が観測できなかったことは当然とも言える以上のようにカッシーニホイヘンスによる探査は多くの新データをもたらしてはいるが木星におけるガリレオ軌道船およびプローブ探査と同様直接観測は 1 点だけであり大気の総合図 3: ガリレオ軌道船が撮影した木星画像左: ホイヘンスプローブの降下中に撮影したタイタン表面地形 (Photojournal PIA07231) 中: ホイヘンスプローブの着陸地点の映像 (Photojournal PIA07232) 右: ホイヘンスプローブのが降下中に観測した大気組成 5) 3

4 4: 6). 3 50% Lorenz 7) 4

5 Griffith 8) 35 20km 42km 10m/s 28km 42km ) 1,024km 60km 500m 250m 1/ /10 Thompson 10) 5 Teten [K/d] 11) 3[m/s] wetness 5

theta(-1 ~ +1) w(-4 ~ +4 ) u(-4 ~ + 4) q_vap ( 0 ~ 0.03) q_clw ( 0~ 0.004 ) q_rain( 0 ~ 0.

6 theta(-1 ~ +1) w(-4 ~ +4 ) u(-4 ~ + 4) q_vap ( 0 ~ 0.03) q_clw ( 0~ ) q_rain( 0 ~ ) A B C 5: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ; A,B,C ) [d] 80km 20km ( A, B, C) C B 5 A 15 50% 6: ( ) ( ) ( ) 6

7 B A gravity current 50km C gravity current B 3 6km 20km 18km CH4 condensation heating CH4 rain evaporation cooling large heat flux 7: km 5m/s 40km 10m/s 7

8 120% 40km 120% km 50% 2 50m/s 1 40km ) Brown, M.E. et al, 2002: Detection of variable tropospheric clouds near Titan s south pole. Nature, 420,

9 2) Flasar, F.M., 1998: The composition of Titan s atmosphere: a meteorologocal perspective. Planet. Space Sci., 46, ) Samuelson, R.E., et al, 1997: Gaseous abundances and methane supersaturation in Titan s troposphere. Planet. Space Sci., 45, ) NASA Planetary Photojournal., 5) Niemann, H.B., et al, 2005: The abundances of constituents of Titan atmosphere from the GCMS instrument on the Huygens probe, Nature, doi: /nature ) Schaller, E.L., et al, 2006: A large cloud outburst at Titan s south pole, Icarus, 182, ) Lorenz, R.D., et al, 2005: Convective plumes and the scarcity of Titan s clouds Geophys. Res. Lett., doi: /2004gl021415, ) Griffith, C.A., et al, 2005: The evolution of Titan s midlatitude clouds. doi: /science ) 1998: (, 17 no.3 CD-ROM). 10) Thompson, W.R., et al, 1992: Vapor-liquid thermodynamics of N 2 +CH 4 : model and Titan application., Icarus, 97, ) Tokano, T. and Neubauer F.M., 2002: Tidal winds on Titan caused by Saturn, Icarus, 158,

Hidetaka Okada Department of Cosmosciences, Graduate School of Science, Hokkaido University

Hidetaka Okada Department of Cosmosciences, Graduate School of Science, Hokkaido University Hidetaka Okada 21372 Department of Cosmosciences, Graduate School of Science, Hokkaido University 212 2 28 , N 2.,.,.,. N 2, Ar. Ar, N 2, NH 3 N 2.. Kuramoto and Matsui (1994),,., 1 5, 5 K,,., Ar, Ar.,,