木星の衛星ガニメデに奇妙な膨れ発見、海の証拠か

極地から赤道へ膨らみが移動していた可能性

2015.03.31
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ガニメデの外殻の膨らみは厚い氷でできていると考えられ、海を覆う氷の外殻が、それ以外の部分に対して回転していたことの証拠となるかもしれない。(PHOTOGRAPH BY NASA)
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 木星の衛星ガニメデの直径は5000km強で、太陽系最大の衛星だ。今回、この衛星の赤道に、直径600km、高さ3kmもある奇妙な出っ張り(バルジ)が見つかった。広さはエクアドルと同じくらい、高さはキリマンジャロの約半分だ。

 ガニメデにこんな地形が見つかるとは、専門家も予想していなかった。

 月惑星研究所(米国ヒューストン)の惑星科学者ポール・シェンク氏は、「ガニメデの全体の地図を作っているときに、偶然、発見しました」と言う。彼は、3月20日の月惑星科学会議で、この奇妙な地形について報告した。

 ガニメデのバルジは厚い氷でできていると考えられ、その大きさと位置は、太古の昔、ガニメデの氷の外殻が内部とは別に回転していたことを示している。

ガニメデ(左)と月(右)。木星の衛星ガニメデの外周は月の1.5倍もあり、太陽系で最大の衛星だ。(NG STAFF SOURCE: NASA/JPL)
外側から氷の外殻、液体の海、内部の層。ガニメデの氷の外殻の下には液体の海があると考えられる。(各層の厚みの比率は実際とは異なる)(NG STAFF SOURCE: NASA/JPL)
氷の外殻は、その下にある液体の海とは独立して回転する。(各層の厚みの比率は実際とは異なる)(NG STAFF SOURCE: NASA/JPL)

 シェンク氏の推測によると、バルジはガニメデの南極か北極で成長を始めたという。バルジが大きくなると、その重さのせいで位置がずれ始めた。ガニメデの内部はそのままで、海を覆う氷の外殻だけがスライドしたのだ。やがて、かつて極を覆っていたバルジ部分は赤道に落ち着いた。

「このバルジは既知の地質活動とは無関係です。だとすると、これだけ大きい塊が形成される場所は北極か南極しかありません」とシェンク氏は言う。「極地方は常に低温なので、ここの氷殻はかなりの厚さになります」

 地球上ではこんなことは起こらない。地殻の下にあるものの位置関係が変わらないまま、北極が赤道に移動して来たようなものだ。

 このような氷殻の移動は「真の極移動」と呼ばれ、ガニメデの外殻と内部の層の間に衛星全体を覆う海などの流体がある場合にのみ起こる。さもなければ、氷の外殻が衛星全体に対して移動することは不可能だ。

 ガニメデのバルジが推測どおり南極か北極で誕生したもので、その現在の位置が極移動によって説明できるなら、反対側にも同様のバルジが見られるだろう。「次の探査機が到着したときに、それが見つかることを期待しています」とシェンク氏は言う。

宇宙のミステリー・サークル

 ガニメデのバルジについては、その巨大さだけでなく、そこにとどまっていることも謎だ。

 シェンク氏と共同で観測を行ったワシントン大学(セントルイス)のビル・マキノン氏は、「ガニメデの表面で直径数百km、高さ3kmもある氷のバルジを長期にわたって支え続けるしくみがわかる人がいたら、ぜひとも私に教えてほしい」と言う。「こんなものは見たことがなく、その正体もわかりません」

 シェンク氏がバルジを発見したのは、NASAのガリレオ衛星が撮影した画像の中に「ミステリー・サークル」と呼ばれる地形を探しているときのことだった。ミステリー・サークルは、氷の外殻が回転したときにできる同心円状の深い溝で、同じく木星の衛星であるエウロパですでに見つかっている。エウロパのクロップ・サークルは、真の極移動が起こったことの証拠とされ、ガニメデと同じように、エウロパの極がもとの位置から約90度ずれたことを示している。

 エウロパもガニメデも、外殻の下全体に海があることがわかっている。これは、氷の外殻が移動するための必要条件だ。ガニメデの氷の外殻が移動しているなら、いくつかの疑問が解決できると期待される。

 NASAのジェット推進研究所(米国カリフォルニア州)のロバート・パッパラード氏は、「ガニメデに刻まれた深い溝の位置関係がどのようにして決まったのか、長い間、大きな謎となっていました」と言う。「もしこれらが90度移動したのであれば、私たちは、見当違いの位置関係から溝ができた原因を探っていたことになります。なので、今回の発見は刺激的です」

 ガニメデの外殻の下に衛星全体を覆う巨大な海があることを示す証拠は、バルジの前にも見つかっている。科学者たちは以前から、ガニメデにこのような海があることを予想していた。3月12日には、別の研究チームが、ガニメデのオーロラの観測を通じて、氷の外殻の下に隠れた海の存在を確認できたと発表している。

文=Nadia Drake/訳=三枝小夜子

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