空が「木星」になる日。

編集・制作：未知なる宇宙科学 ARCHIVES 編集部

空が「木星」になる日——太陽系最大の惑星の実像

ある朝、窓のカーテンを開けると、青空がありません。地平線から天頂まで、視界のすべてを覆うのは、ゆっくりと渦巻く赤茶色と乳白色の縞模様です。雲ではなく、球体の表面です。あまりに巨大すぎて「天体」として認識できない、壁のような曲面。木星が、空を完全に塞いでいます。

地球と木星の直径の比は約11対1。木星が月と同じ距離にあったとすると、その見かけの大きさは満月の約40倍になります。見上げる対象というより、頭上から迫ってくる何かです。今回はこの想像の光景を入口に、太陽系最大の惑星の実像を辿っていきます。

古代から知られてきた「失敗した星」

木星は、人類が空を観察し始めたころから記録されてきた惑星です。

夜空で月と金星に次いで明るいこの天体を、古代の人々は畏怖をもって眺めました。ローマ神話では最高神ユピテル（ジュピター）の名が与えられ、バビロニアの天文学者たちは紀元前から、木星が約12年で星座を一周することを記録していました。

転機は1610年です。ガリレオ・ガリレイが望遠鏡を木星に向けたとき、そのそばに4つの小さな光点を発見しました。日を追うごとに位置が変わるそれらは、木星の周囲を回る衛星でした。地球以外の天体を「中心」として回るものが存在する——この事実は天動説に大きな疑問を投げかけ、近代科学の発展を後押しすることになります。

20世紀に入り、探査や分析が進むと、木星の組成が明らかになりました。岩石でできた惑星ではなく、大部分が水素とヘリウムのガスでできた巨大な球体です。その組成は惑星よりも恒星に近く、「もし今の約80倍重ければ中心で核融合が始まり、第二の太陽として輝いていたかもしれない」とも言われます。木星がしばしば「失敗した星（failed star）」と呼ばれる所以です。

縞模様の正体——超高速自転が生み出す惑星規模の大気循環

あの縞模様は、塗料でも固定した模様でもありません。いまこの瞬間も激しく動き続ける大気の流れです。

木星の縞は、明るい帯「ゾーン」と暗い帯「ベルト」が交互に並んで形成されています。この構造を作り出しているのが、木星の自転速度です。木星の1日は約9時間55分——地球の11倍もある直径を持ちながら、地球の3分の1以下の時間で自転しています。この高速回転と内部から上昇する熱が大気を東西方向の強烈なジェット気流に引き裂き、惑星全体を取り巻く縞として整列させています。

ジェット気流の風速は最速で秒速約150メートル、時速にすると500キロを超えます。明るいゾーンでは温かいガスが上昇し、暗いベルトでは冷えたガスが沈み込む。惑星全体が、終わることのない大規模な対流を繰り返す熱機関のようです。

その縞の中でひときわ目を引くのが大赤斑です。地球が2〜3個すっぽり収まるほど巨大な、高気圧性の嵐で、少なくとも350年以上にわたって観測されています。地球の台風が数日で消滅するのと対照的に、木星の嵐には「終わり」がなかなかありません。嵐が衰弱する際に陸地の摩擦を借りることも、水分を供給する海岸線も存在しないためです。

さらに、木星には私たちが立てる「地面」がありません。雲の層を抜けて落下していくと、気圧と温度が上昇し続け、水素はやがて気体でも液体でもない超臨界流体へと変わります。さらに深部では、地球の数百万倍という圧力下で水素が電気を通す金属水素の状態になると考えられています。底のない、足場のない世界です。

探査機ジュノーが明らかにしたこと、残された謎

2016年に木星周回軌道へ到達したNASAの探査機ジュノーは、楕円軌道で木星の雲のすぐ上をかすめながら、その内部構造を探ってきました。

重力場の精密な測定から示唆されたのは、木星の中心核が硬く締まった岩石球ではなく、ガスと混ざり合った「ぼんやりとした核（ダイリュート・コア）」かもしれないという点です。惑星の最も中心部でさえ、境界が曖昧であるとすれば、これまでの惑星形成モデルを見直す必要が生じます。

ジュノーはまた、木星の極を初めて鮮明に捉えました。そこには縞模様ではなく、地球サイズの巨大なサイクロンが幾何学的に整然と配置されていました。北極に8つ、南極に5つの巨大嵐が花弁状に規則正しく並んでいる構造が、なぜ安定して維持されているのか、現時点では完全には解明されていません。

謎は衛星にも広がります。ガリレオが発見した衛星のひとつエウロパは、厚い氷の表面の下に、地球の海の総量の約2倍にあたる液体の海を持つとされています。木星の重力が衛星を内部から変形させ、その摩擦熱が氷を解かすという仕組みです。太陽光が届かないこの海に生命が存在する可能性を探るため、2024年に打ち上げられたNASAのエウロパ・クリッパーが現在も航行を続けています。

木星の巨大な重力は、太陽系外縁からやってくる彗星や小惑星を引き寄せ、弾き飛ばす役割も果たしています。1994年にはシューメーカー・レヴィ第9彗星が木星に衝突し、地球サイズの痕跡を大気に残しました。木星がなければ、そうした天体の一部は地球に到達していたかもしれないという見方もあります。

わかっていること・まだわかっていないこと

実際の木星は地球から最も近づいても約6億3000万キロ離れており、光の速さでも35分以上かかります。だからこそ、縞模様に圧倒されることなく、夜空の一点として観察できています。

系外惑星の観測では、主星のすぐそばを回る木星型の巨大ガス惑星「ホット・ジュピター」が多数見つかっています。宇宙のどこかには、木星型の天体が空の大部分を占める惑星も実在するかもしれません。

木星については、縞の形成機構や大赤斑の長期安定の要因、極のサイクロン配列のメカニズム、そして中心核の正確な状態など、依然として未解決の問いが残っています。ジュノーの観測データは現在も分析中であり、理解は更新され続けています。

太陽系最大の惑星は、サイズだけでなく、まだ答えの出ていない問いの数においても、私たちの知識を大きく上回っています。