NASAのカッシーニ探査機のデータを再検討した結果、土星最大の衛星タイタンは広大な地下海洋を持たず、代わりに孤立した液体の水のポケットを持つ泥状の内部構造をしている可能性が高いことが示された。この発見はこれまでの想定を覆し、氷の天体での生命探査を変えるかもしれない。研究者は12月17日にNature誌で結果を発表した。
十年以上にわたり、科学者たちは1997年から約20年間土星を周回したNASAのカッシーニ探査機の観測を、タイタンの氷の殻の下に深い海洋がある証拠として解釈してきた。土星最大の衛星タイタンは、地球を除いて太陽系で唯一表面に安定した液体を持つ天体で、ただしそれは約-297°Fのメタン湖と雨であり、水ではない。
2008年、研究者たちはタイタンが楕円軌道で土星を周回する際の顕著な曲がりを観測し、惑星の重力による変形を許す地下海洋の存在によるものとした。しかし、タイミングデータを組み込んだ再分析がこの見方を覆した。衛星の形状変化は土星の最強重力引力から約15時間遅れており、自由に流れる海洋よりも多くのエネルギーを散逸する、より厚く粘性のある内部を示唆している。
「カッシーニ探査機データの初期分析で検知した変形はグローバルな海洋と整合し得たが、今ではそれが全貌ではないことがわかった」とワシントン大学の地球・宇宙科学准教授Baptiste Journaux氏は語った。
主任著者のFlavio Petricca氏（NASAジェット推進研究所ポスドク研究員）は、カッシーニのタイタン近接フライバイ時の電波信号を解析した。結果は、氷の層が徐々に泥状の通路と岩石コア近くの孤立した水ポケットに変わることを示し、開けた海ではない。「タイタン内部での強いエネルギー散逸は誰も予想していなかった。それが従来の分析から推測されたものとは異なる内部の決定的証拠だ」とPetricca氏は述べた。
Journaux氏は自身のラボで極端な圧力をシミュレートし、水の熱力学的洞察を提供した。「タイタンの水層は非常に厚く、圧力が膨大で、水の物理学が変わる」と説明した。
この泥状状態は生命の可能性を高めるかもしれない。水のポケットは潜在的に68°Fに達し、大海洋よりも栄養を濃縮する。「居住可能と考えられる環境の範囲を広げる」とワシントン大学大学院生のUla Jones氏が指摘した。
NASAや国際機関の共著者によるこの研究は、NASA、スイス国立科学財団、イタリア宇宙機関の資金で実施された。2028年打ち上げ予定のタイタン向けDragonflyミッションに影響を与え、Journaux氏が関与している。