カッシーニ探査機の再解析データが示すタイタンの内部構造：単一の海ではなく高圧氷層が優勢か

土星最大の衛星タイタンの氷の地殻下に広大な液体の海が存在するという従来の定説が、探査機カッシーニ（Cassini）が収集したデータの再評価によって覆されようとしています。このパラダイムシフトは、電波信号の処理技術の向上に基づいています。この内部構造の解釈変更は、この天体の潜在的な生命居住可能性を理解する上で極めて重要な意味を持ちます。

2025年12月17日に学術誌「Nature」に発表された新たな研究は、タイタンの内部構造が、単一の連続した液体貯留層ではなく、広範な炭化水素や「スラリー状」の海が点在する、巨大な高圧氷の層で構成されている可能性が高いと示唆しています。以前、天文学者たちは、カッシーニによる重力測定データが土星の重力による衛星の大きな変形を示したため、地下の海が存在するという仮説を支持していました。これは液体の層がある場合に最もよく説明できる現象でした。しかし、より精密な解析手法を適用した結果、科学者たちは、タイタンの変形が、グローバルな海を持つモデルで想定されていたよりもエネルギーを強く散逸させる高圧氷の層を含むモデルとより整合的であることを発見しました。

決定的な発見は、土星の重力影響のピークとタイタンの形状の最大変化との間に約15時間の遅延が確認されたことです。これは、純粋な液体の海よりも粘性の高い環境を示唆しています。本研究の筆頭著者であるNASAジェット推進研究所（JPL）のフラビオ・ペトリッチョーネ氏と、ワシントン大学の共同著者バティスト・ジュヌー氏は、高圧氷と内部の液体の炭化水素ポケットを含むモデルが、現時点で得られている全てのデータに最もよく適合すると強調しています。これらの液体の炭化水素の海は、地球の深海熱水噴出孔で見られるような環境と同様に、原始的な生命を維持するのに十分な濃度で存在し得る温度、最大摂氏20度（華氏68度）に達する可能性があります。

パラダイムの転換となるこの新しいモデルでは、上部の厚さ約170キロメートルの低圧層に続き、厚さ378キロメートルの高圧氷層が位置し、その層内または層間にスラリー状や液体の水ポケットが存在するとされています。この水の総量は、単一の貯留層に集中していなくとも、大西洋の総水量に匹敵する可能性があります。タイタンは、太陽系において、メタンとエタンの液体でできた湖や川が存在し、温度が華氏マイナス297度程度という極低温環境下で、濃密な大気を持つ唯一の衛星であり続けています。

タイタンの内部構造に関する不確実性は残るものの、NASAが2028年7月にスペースX社のファルコン・ヘビーロケットで打ち上げを予定している次期ミッション「ドラゴンフライ（Dragonfly）」は、その表面と居住可能性の条件を調査する使命を担っています。ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所（APL）が運用するこの探査機は、タイタンの深部を探査するための鍵となる測定値を提供する可能性のある地震計などを用いて、地下の組成と生命の条件を解明することが期待されています。2034年のタイタン到着を目指すこのミッションは、我々の理解を大きく前進させるでしょう。