ファンタジーシリーズ「ゲーム・オブ・スローンズ」で広まった「冬がやってくる」という不吉な警告は、冥王星にも等しく当てはまります。
矮小惑星の希薄な大気は、季節の変化と接近する寒冷な条件によって、見事に崩壊寸前のようだと、天文学&天体物理学
誌に発表される研究結果は伝えています。 その大気は1985年に暫定的に発見され、1988年には独自の観測によって完全に確認されました。
続きを読む ずっと不思議に思っていました。 冥王星の中心部に何があるのか、どうやって知ることができるのでしょうか？
当時、天文学者は、この小さな世界の窒素、メタン、炭化水素の薄い包みにどんな劇的な変化が待ち受けているのかを知る術を持ちませんでした。
宇宙の偶然
宇宙の偶然によって、20世紀の最後の数十年と21世紀の最初の数十年は、地球と冥王星と、遠い天の川の中心の密集した星野が、幸運にも一直線に並ぶことになりました。 NASA
この偶然は、冥王星が私たちと背景の星との間を比較的頻繁に通過することを意味します。 これは天文学者が掩蔽と呼ぶ現象です。
掩蔽の間、影の経路内にあるどの観測所でも、冥王星がその前を通過するときに星が消えそうになり、惑星の配置が変わるときに再び現れるのを見ることができます。 地球上のどの場所でも、冥王星の掩蔽はせいぜい2分程度である。
掩蔽の技術は、小惑星、彗星、惑星、矮小惑星など、太陽系外惑星の軌道、環、月、形、大気の研究に広く使われてきた。 もしその天体に大気があれば、星の光が消えてまた戻ってくる数秒の間、星の光は惑星の大気を通過するときに吸収と屈折によって変化することがあります。
1980年代に初めて掩蔽撮影に成功して以来、一連の観測によって冥王星の半径はますます正確に測定され、また大気の温度と圧力についての理解も常に研ぎ澄まされてきました。
しかし、地球とは異なり、冥王星の軌道は極端な楕円形に引き伸ばされている。 あまりにも軌道が細長いため、太陽からの距離が44億～74億キロメートル（地球と太陽の距離の30～50倍）も変化します。
これに対し、地球の太陽からの距離は1年間でわずか3.4％しか変化しないのだそうです。 冥王星の大気は、冥王星が太陽に最接近する直前、1989年に発見されました。
1989年以降、冥王星は太陽から遠ざかっています。 それに伴い、気温も低下しています。
圧力下
冥王星が太陽から離れ始めたとき、天文学者は、自動車のタイヤの圧力が寒さで下がり、暑さで上がるのと同じように、これによってその大気圧が下がるだろうと予想した。 しかし、1988年から2016年にかけての観測では、大気圧が着実に上昇していることが分かりました。
2015年にNASAの探査機ニューホライズンズが到着する直前、掩蔽測定によって冥王星の気圧が1988年から3倍になっていることがわかりました（地球で換算すると、エベレスト山頂と海面の気圧を比較した場合）
この食い違いの原因は何なのでしょう？ 掩蔽の測定に誤りがあったという考えは、ニュー・ホライズンズに搭載された電波科学実験（REX）が、地球上の観測者と一致する直接の測定結果を返したため、払拭されました。
今回の研究では、冥王星表面のガスと氷の輸送に関する季節モデルを用いて、その謎を解明しました。
冥王星は毎年太陽から遠ざかっていますが、その軌道のこの部分は北極が常に太陽の光を受け、その窒素氷冠が気相に戻る原因となるのです。
このことが、過去30年間の大気圧の急激な上昇を説明しています。
しかし、気候モデリングはこの傾向が続かないことを示しています。
Winter really is coming
Plutoは2113年まで太陽から遠く離れ続け、弱い太陽光は南極を同様に暖めるには十分ではなくなってしまうでしょう。
長い北の秋と冬の間、冥王星の大気は崩壊し、晴れて寒い冬の夜に車のフロントガラスの氷のように表面に霜が降りると予想されている。
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最も低い時には、大気は現在の圧力の5％未満になると予測されている。 冥王星の太陽への接近と北半球の春の組み合わせは、2237年まで再現されません。
それまで、掩蔽観測を続けて極低温・低圧の条件下での惑星大気モデルの理解を検証することは、極めて重要なことでしょう。
しかし、冥王星の軌道が、私たちの観測を助けてくれた銀河系中心の密集した星野から見かけ上の位置を遠ざけるにつれて、こうした機会は少なくなっていくでしょう。