5分でわかる大赤斑
大赤斑（Great Red Spot）は、木星の南半球にある巨大な嵐です。赤みを帯びた楕円形の渦で、幅は地球よりも大きく、縁では風が時速数百kmで吹いています。天文学者たちは、200年近くのあいだこの渦を見守ってきました。木星には嵐がぶつかって弱まる地面がありません。これが、大赤斑が長く続く大きな理由です。木星の大きな衛星については『木星の衛星』で、惑星そのものの数字は『木星の基本データ』でまとめています。
まず要点です。大赤斑は木星の赤道から南に約22度の場所にあります。南半球で反時計回りに回っているので、高気圧性の渦、つまり「高気圧」の仲間です。2017年の幅は約16,000kmで、地球の直径の約1.3倍でした。中心付近は比較的おだやかで、縁の風は最大で時速約430kmです。ここ数十年は小さく丸くなってきましたが、すぐに消えるわけではありません。
覚えておきたいことは次の3つです。
- 大赤斑は、穴でも山でも湖でもなく、巨大で寿命の長い高気圧の渦です。
- 地球がすっぽり入る大きさですが、1800年代と比べるとずっと小さくなりました。
- 赤い色は本物ですが、どの物質が原因なのかはまだ決着がついていません。
大赤斑はどんな嵐なのか
木星は、ほとんどが水素とヘリウムでできた惑星です。外から見えているのは雲の層で、自転がとても速いため、雲は縞模様に引きのばされています。木星の1日は10時間に満たない長さです。明るい縞を「帯」、暗い縞を「縞」と呼んで区別します。隣り合う縞では風が反対向きに吹いていて、逆向きの風がこすれ合う場所では、空気がくるくると巻いて渦になることがあります。
大赤斑は、南赤道縞の南のふちにあり、反対向きに吹く2本のジェット気流にはさまれています。2本のベルトのあいだで回るローラーを思い浮かべてください。ジェット気流が渦を回し続け、渦は広がって消えずに、まとまったままでいられます。
地球の台風は、低気圧の中心のまわりを回り、温かい海から力をもらっています。大赤斑はまったくちがうタイプです。中心の気圧が周りより高く、南半球では反時計回りに回ります。雲の頂上は周囲の雲より数km高く、そのため赤外線で撮影すると、とてもはっきり見えます。
科学的にはどうなのか
大きさ・風速・深さ
大赤斑は、人間の感覚ではとほうもなく大きな嵐です。2017年の幅は約16,000kmで、地球の直径は約12,700kmです。1800年代後半には、長さが約40,000kmあったと伝えられていて、地球を3つ並べられる大きさでした。1979年のボイジャーの接近観測では約23,000kmで、2014年にハッブル宇宙望遠鏡が測った約16,500kmは、当時としては観測史上最小でした。
風にははっきりした特徴があります。縁では空気が最大で時速約430kmの速さで回っていて、これは地球でいちばん強い竜巻に近い速さです。反対に、中心に近づくほど風はほとんど動きません。楕円がひとまわりするのに、地球の日数でおよそ6日かかります。
では、どのくらいの深さがあるのでしょうか。長いあいだ、だれにもわかりませんでした。2016年7月から木星を周回しているNASAの探査機ジュノーは、2017年7月10日に大赤斑のおよそ9,000km上空を通過しました。重力の測定や、雲の下からの熱を感じとるマイクロ波放射計などの観測から、この嵐は数百km、おおよそ300〜500kmの深さまで達しているとみられています。大きな数字に思えますが、木星の半径約70,000kmと比べると薄い層です。大赤斑は、広くて浅い、パンケーキのような形をしています。
なぜ赤いのか
色は大赤斑でいちばん有名な特徴ですが、いちばん決着がついていない点でもあります。木星の雲はおもに白いアンモニアの氷でできているので、大赤斑には何か色をつける物質があるはずです。研究者の考えは大きく2つです。1つめは、高い空で太陽の光がアンモニアや硫化水素アンモニウムなどの物質を分解し、赤茶色の化合物が残るという説です。2つめは、嵐が深い層から物質を持ち上げ、それが反応して色が変わるという説です。実験室での試験は1つめの説を部分的に支えていますが、どの物質が主役なのかを確かめた人はまだいません。
色合いも一定ではありません。大赤斑はこれまでに、レンガ色、オレンジ、サーモンピンク、かなり淡い色と、見え方を変えてきました。天文学者が見続けている理由の1つです。
なぜ長く続くのか
地球の台風は、陸地に上がったり冷たい海に入ったりすると弱まります。木星はガスでできた巨大惑星で、地面も海もありません。嵐の底をこするものがなく、惑星の内部の熱が大気を動かし続けます。両側のジェット気流も渦を回し続けます。コンピューターによる計算では、近くを流れてきた小さな渦を取りこむことで、大赤斑が新しい力を得ている可能性も示されています。
とはいえ、何百年も続く嵐も、どこかでエネルギーを失います。ゆるやかな摩擦や乱流が少しずつ渦をけずっていきます。だから、大赤斑が小さくなっているのは意外なことではありません。わからないのは、そのペースです。
小さくなっているのか
はい、小さくなっています。1800年代後半から2010年代までの測定を比べると、幅がせまくなり、細長い楕円から丸い形に近づいています。2019年には、ハッブルやアマチュア天文家が、縁から雲の破片がはがれる様子をとらえ、「嵐が消えかけている」と報じられました。惑星科学者は、これは通常の動きの一部で、終わりのしるしではないと説明しています。数十年で弱まるのか、小さなサイズで落ち着くのかは、今も意見が分かれていて、どの予測が正しいかは証明されていません。
200年の観測の歴史
1600年代には、イタリア生まれの天文学者ジョヴァンニ・カッシーニが、木星の暗い斑点を何年も追いました。ただし、現在の大赤斑とは別の模様だった可能性が高いと考えられています。現在の大赤斑がはっきり描かれるのは1830年代からで、ドイツのアマチュア天文家ハインリヒ・シュヴァーベのスケッチなどが知られています。1878年ごろには、鮮やかな赤色になって大きな注目を集めました。その後は探査機の時代です。1973年にパイオニア10号が木星に近づき、1979年には2機のボイジャーが、大赤斑とそのまわりの渦巻く流れを細かくとらえました。ハッブルは1990年代から大きさを追い続け、今はジュノーが雲の下をさぐっています。
SF作品での登場例
大赤斑が物語の主役になることはあまりありませんが、読者がすでに知っている木星の目印なので、木星の大きさを一言で伝える小道具としてよく使われます。アーサー・C・クラークの中編「メデューサとの出会い」（A Meeting with Medusa、1971年）では、飛行船が木星の大気に入ります。長編『2010年宇宙の旅』（2010: Odyssey Two、1982年）では、木星そのものが大きな変化の舞台になります。こうした作品は、本物の大赤斑が教えてくれることを借りています。地面のない世界では、天気そのものが風景になる、ということです。
SFが好きな人にとっては、現実の大赤斑のほうが物語として強いかもしれません。ほとんどの国より古く、地球より幅が広く、いまだに全貌がわかっていない嵐は、フィクションなら「話を盛りすぎ」と言われそうな設定です。
よくある誤解
- 「大赤斑は台風だ」：少しちがいます。台風は低気圧の渦ですが、大赤斑は高気圧で、同じ半球でも回る向きが反対です。
- 「地球3個分の幅がある」：1800年代にはおおよそ当てはまりましたが、現在は地球の約1.3倍です。
- 「固いものか、穴だ」：雲でできています。木星には地面がないので、探査機が入れば、濃く熱くなっていくガスの中をただ沈んでいきます。
- 「もうすぐ消える」：小さくなってはいますが、2019年の雲のはがれは消滅の合図ではありませんでした。終わる時期は、だれにも言えません。
- 「カッシーニが見た斑点と同じだ」：おそらくちがいます。現在の嵐の連続した記録は、1600年代ではなく1800年代から始まります。
- 「木星の嵐は大赤斑だけだ」：嵐はたくさんあります。2000年には白い嵐が合体して小さな渦「オーバルBA」が生まれ、数年後に赤く色づきました。
