“曾經存在於火星上的水去哪兒了?”
“維持生命可以存在的行星大氣環境的機制是什麼?”
――東京大學大學院前沿科學研究科講師青木翔平教授致力於解開這樣的謎團。就行星科學和天文學和火星研究的吸引力,從意大利到比利時再到日本的跨界研究的意義以及未來的前景,我們接受了京都大學農學研究科助理教授白石康介的採訪。我們還為高中生、大學生和未來的研究人員提供信息。
火星,最近的行星
行星科學/天文學和火星研究的吸引力[當前學術研究]
白石:首先,請告訴我們您為什麼對行星科學和天文學領域,尤其是火星感興趣。
青木: 高中的時候看過NHK關於宇宙奧秘的紀錄片。在該計劃中,火星出現在許多行星中。我記得當我聽到研究人員解釋生命存在的可能性和行星環境的演變時,我感到非常興奮。
大學入學考試,我用“天文學”這個關鍵詞在網上搜索,申請了東北大學理學院,該學院設有天文學系。上了大學後得知空間與地球物理係是我可以了解火星的地方,所以在分配的時候就選擇了它。
白石: 火星的魅力是什麼?
青木: 行星大致可分為木星類行星和類地行星。木星行星主要由氫和氦組成,也稱為氣態行星。在太陽系中,木星和土星都適用,但人們很難下車,因為它們大多是由氣體構成的。
另一方面,類地行星,也稱為固體行星,具有地表和大氣層,在遙遠的未來具有生命存在的潛力和人類遷徙的可能性。
在我們的太陽系中,金星、地球和火星是具有代表性的例子。其中,火星可能在過去或現在都有過生命,我們能夠接近生命可以存在的行星環境的形成和維持之謎是一個很大的吸引力。火星的大氣層只有地球的0.6%左右,但地表溫度約為-70°C至+30°C,與地球接近,也有人認為人類可以通過放生來進行遷徙。
應用於外行星專題研究*
白石: 我明白了……還有什麼?
青木:近年來,在我們太陽系外“尋找第二個地球”的觀測研究一直很活躍,候選行星陸續被發現。最近,美國國家航空航天局 (NASA) 發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡發布了比以往任何時候都更加詳細和距離更遠的天體圖像,這導致了第二個地球的發現。人們的期望被誇大了。
然而,目前很難觀察到系外行星的地球型大氣層。因此,我們將詳細研究我們太陽系中的類地行星,例如火星和金星,並利用這些信息來幫助我們了解我們太陽系外的類地行星的大氣成分及其起源。
火星古老的水是如何消失的?
從火星大氣的觀測接近
白石: 請告訴我們您的具體研究主題、方法和途徑。
青木:我目前正在研究的研究主題之一是為什麼水從火星上流失以及它在哪裡消失的謎團。到目前為止,已經在火星表面發現了許多沒有水就不會形成的礦物質和特徵。因此,推測火星曾經像現在的地球一樣擁有溫暖濕潤的氣候,表面有大量液態水,並且直到40億年前才有像地球一樣的海洋。
然而,今天的火星氣候寒冷乾燥,二氧化碳稀薄,沒有液態水,只發現了少量的大氣水蒸氣和極地冰。
那麼,曾經大量存在的水去哪兒了?許多科學家認為,一定量的水被釋放到太空中。總體而言,包括火星在內的行星大氣研究包括以下幾個方面:(XNUMX)基於理論計算的數值模擬;(XNUMX)新開發的人造衛星觀測設備;(XNUMX)對大型衛星獲取的數據進行分析。望遠鏡和觀測儀器。。
所有這些都很重要,每個專業人士都在共同努力推進研究。我是 (XNUMX) 方面的專家,我想通過觀察以水為代表的火星大氣成分來了解如何維持一個允許生命存在的行星環境。
【迄今為止的研究軌跡】
研究生畢業後,他前往意大利和比利時尋找更好的環境。
獲得比利時皇家科學院頒發的 Baron Nicolet 獎
白石: 看來您不僅在日本,而且在意大利和比利時都在研究火星。能否介紹一下您的具體研究內容和職業?
青木: 我想是在 2012-2013 年左右,我開始考慮將我的研究基地轉移到海外。當我在讀博士課程時,我正在開發望遠鏡的觀測設備,並研究來自日本世界上最大的望遠鏡之一斯巴魯望遠鏡的火星觀測數據。
不過,這也讓我想更深入地分析行星探測器獲取的數據。當時,日本已經發射了Nozomi和Akatsuki等行星探測器,但它們還沒有到達行星軌道,而且它們的數據也不是現成的。
所以我覺得有必要去國外,那裡的行星探測器已經成功進入軌道,我選擇了它作為在那裡,作為火星快車項目組(自 2004 年以來一直在觀察火星軌道的歐洲火星探測器)的成員,我調查了火星的氣候,包括大氣溫度、成分和氣溶膠含量。稻田。
與此同時,比利時一直在開發新的觀測設備,以更精確地觀測火星的大氣層。2016年秋天,我收到消息稱一個名為“ExoMars”的新型火星探測器已經投入使用,我搬到了比利時皇家空間科學研究所。推出。通過詳細檢查火星上水蒸氣的垂直分佈,我們能夠闡明水消失到太空中的部分過程。
白石: 所以你獲得了比利時皇家科學院頒發的尼科萊男爵獎。
青木:是的。 該獎項成立於 1998 年,是一項傳統的比利時獎項,授予行星科學和高層大氣研究領域的國際傑出青年研究人員。
白石:聽說很多研究人員都參與了行星科學研究領域的一個項目,包括火星。為什麼只有青木教授獲獎?
青木:在許多情況下,有超過 50 人參與行星科學領域的研究,從建造人造衛星的工程師到獲取和分析數據的研究人員。但是,我認為對獲得的數據進行分析和解釋仍然是明確任務科學目標的收尾工作。此外,我了解到您還考慮到了通過該項目對團隊合作的高度貢獻。當然,我還是繼續分析用那個設備獲得的觀測數據。
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