木星に「地面」はあるのか?超高圧下で変貌する巨大ガス惑星の謎

木星に「地面」はあるのか?超高圧下で変貌する巨大ガス惑星の謎

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木星の本質は、水素とヘリウムを主成分とする典型的な巨大ガス惑星である。もし大気の上層部から内部へと落下していくと仮定しよう。最初は冷たく薄いアンモニアの雲を通過するが、下降するにつれて周囲の圧力と温度は目まぐるしく上昇する。数百キロメートル潜った地点で、ガス状の水素は極度の圧力によって気体としての境界を失い、高密度の超臨界流体、すなわち高圧の液状水素へと滑らかに変化する。「ここからが地面」と呼べるような明確な境界線や固い層はどこにも存在しない。

さらに深部へと突入すると、地球表面の数十万から数百万倍に及ぶ想像を絶する圧力が物質の性質そのものを塗り替える。ここでは電子が原子核の束縛を離れて自由に動き回り、水素がまるで水銀のように電気を流す「金属水素」という異質な状態へ変貌を遂げる。この巨大な金属水素の海が激しく対流することで強力な磁場が生成されており、硬い岩盤の代わりに、液体と金属が溶け合う超高圧の海が星の大部分を占めているのが物理的実体だ。

山口 彩花
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山口 彩花

グルメと旅を愛するフリーライター。全国各地の隠れた魅力を独自の視点から紹介します。