天文学や太陽系の形成に関する疑問の一つに、月の形成過程があります。月の裏側やクレーターなど、月については多くのことが語られていますが、月がどのように形成され、どのような起源を持つのかを本当に理解している人は多くありません。このテーマについては多くの研究が行われており、科学界を長年魅了してきた疑問です。
この記事では、月がどのように作られたのか、最も正しい仮説は何か、そしてそのあまり知られていない特徴について説明します。
月がどのように作られたかについての仮説
月の大きさ、低密度、その他の地質学的特徴から、月は火星サイズの原始惑星テイアが地球に衝突した際に発生した破片爆発によって誕生したと考えられている。しかし、もしこれが事実であれば、比較的固体の地球への衝突によって、地球の物質ではなく、主にテイアの物質で構成された月が誕生したはずである。
地球海洋科学技術庁の科学者らが主導した新たな研究は、このような衝突は表面がまだマグマで覆われていた初期の地球で起きた可能性があることを示唆している。
月は古代から人々の集合的な想像力の中で重要な位置を占めてきた。古代の文化では、様々な神々が月に化身すると信じられており、月の周期は創造、破壊、豊穣の時期と結びつけられていた。こうして、古代から時間を定めるために用いられてきた暦の基礎が築かれたのである。
しかし、地球の衛星は単なる神話や伝説の題材ではありません。月探査のおかげで、科学界は地球と似た組成を持つ豊かな地質学的世界を発見することができ、この事実から「巨大衝突説」として知られる広く受け入れられている仮説が生まれました。月は約4600億年前、地球の形成直後に、地球がテイアと呼ばれる火星サイズの天体と衝突した結果として誕生しました。
月の起源
衝突によって大量の破片が宇宙空間に放出され、それが地球の周回軌道に入り、その後溶融した塊へと凝縮し、数百万年かけて固まって、今日私たちが知る衛星を形成した。これは、海洋研究開発機構の細野夏樹氏率いる研究チームが、最近『ネイチャー・ジオサイエンス』誌に発表した研究で検討した仮説である。当時、原始地球は溶融したケイ酸塩の層に囲まれており、そこから放出された物質が軌道に乗ると固まり、地球と似た地質構造を持つ天体を形成した可能性がある。
2つの天体の衝突の標準的なシミュレーションを用いて、天体の密度の変化を再現するようにパラメータを調整した。具体的には、細野夏樹博士がナショナルジオグラフィック・スペインに説明したように、平滑化粒子流体動力学（SPH）と呼ばれる手法を用い、地球の原始マグマ海の密度の変化を検出するように修正した。これらの修正を考慮に入れると、火成岩物質が最終的に若い地球と融合して月を形成し、その組成の約70％が地球と同じ物質であったと推測される。これは他の惑星で見られる割合よりもはるかに高い。測定値は、40％一致する固体地球モデルに基づいている。
「私たちの地球化学的研究は、月が地球上で非常に早い時期に形成された可能性があることを示しています」とナツキ氏は述べ、これまでに提案された標準的な仮定は失敗しているが、研究で提案されているような代替案ではパラドックスが起こる可能性は低いと警告した。 「月はとても幸運です」と科学者は言いました。
火成物質はどのように蓄積して月を形成したのでしょうか?
この場合、この現象は「合体」として知られており、爆発によって軌道上に放出された破片が合体し、徐々に結合して惑星を形成する。「集積（月の形成につながる過程）は、微惑星や微惑星から月が形成される『一次』過程と似ているが、この場合は、月が地球によって凝縮されるため、二次過程に分類できる。」
科学研究所（IGEO）（CSIC-UCM）の科学研究者であり、この研究には参加していないUC3Mの名誉教授であるヘスス・マルティネス・フリーアス氏は、ナツキ氏が次のように明言したと述べた。最終的には固まり、未知の数の小さな物体（直径約10キロメートル）が生成され、それらが蓄積して衛星を形成します。
月の組成：地球に関する新たな知見につながる可能性のある新しい研究。「地球の地質学的および地球化学的変化を引き起こした2つの惑星の間で、相当量の物質交換があったに違いない」とマルティネス・フリアス氏は述べ、この最新の研究は、これまでに分かっていることをまとめる最良の方法であり、首尾一貫したモデルは、惑星や衛星がどのように、そして何でできているのかを理解するのに役立つと主張している。
あまり知られていない月の珍事
月には、多くの人が知らない好奇心があります。 その一部を次に示します。
- モールXとV: 月面発光の特定の瞬間に、文字「X」または「V」の錯覚を生み出す月の表面の地層を観察することが可能です。 これらの特徴は、太陽光とクレーター、山、谷の縁との相互作用の結果です。
- 月のマリア： ラテン語で「マリア」（単数形：「マーレ」）として知られる暗い月のマリアは、実際には古代の火山の噴火によって形成された固まった玄武岩の広大な平原です。 滑らかで暗い外観にもかかわらず、これらの領域には水分が含まれていません。
- 震える月: 月は静かな場所のように見えますが、地震活動の証拠があります。 アポロ計画によって残された地震計は、月が冷えるにつれて月内部の熱収縮によって引き起こされる揺れである「月震」を記録した。
- 月の三日月: 月は伝統的な意味で「成長」していませんが、地球と月の間の重力相互作用により、月は年間約 3.8 インチの速度で私たちから遠ざかっています。 これは、地球の回転から月の軌道へのエネルギーの伝達によるものです。
この情報によって、月がどのように作られたのか、そしてその興味深い点についてもっと知ることができれば幸いです。