海洋変動が冥王星をひっくり返した経緯 ― その「心臓」を正しい位置に置く
アラン・ボイル著
冥王星の有名なハート型の形状は、この準惑星が自転する何百万年もの間、移動してきた可能性があり、それが氷の下にぬかるんだ海が隠されている証拠となるだろうと、2つの科学者グループが述べている。
ネイチャー誌に本日掲載された別の報告書の中で、科学者らは、はるか遠く離れたこの世界で最も有名な地形の方向を変えることで、昨年NASAの探査機ニューホライズンズが接近通過した際に観測された氷の亀裂のパターンなどの現象を最もよく説明できると述べている。
最も印象的なのは、非公式に「トンボー地域」として知られるハート型の特徴が、冥王星の最大の衛星カロンのほぼ正反対に一列に並んでいる理由を説明できることだ。
「『それが偶然に起こる確率はどれくらいか？』と自問しました。そして、これほど完全に逆向きになる確率は5%未満です」と、報告書の共著者であるMITのリチャード・ビンゼル教授はニュースリリースで述べた。「すると、一体何がこの一列を引き起こしたのか、という疑問が湧いてくるのです」
科学者たちの説明は、冥王星が誕生した初期に別の天体と大規模な衝突を起こしたことから始まります。この衝突により、トンボー地域の中心であるスプートニク平原として知られる領域に衝突盆地が形成されたと考えられます。
コンピューターモデルは、時間が経つにつれて盆地が地下の泥水と冥王星の薄い大気から沈殿した窒素の氷で満たされたことを示唆している。
このような蓄積はスプートニク平原に重力異常を引き起こしたと考えられます。冥王星とカロンが互いに公転する中で、この異常はスプートニク平原の自転軸の向きを変えざるを得なかったと考えられます。その破壊効果は、コマにチューインガムを乗せたり、唾を吐きかけたりしたときと同じようなものでしょう。
最終的に、この方向転換により、スプートニク平原の質量は、常にカロンに面している惑星の側とは反対側の赤道上に位置することになる。
極移動として知られるこの現象は、数十億年前に地球の月と火星の向きに影響を与えたと考えられている。しかし、冥王星ではこのプロセスが今もなお活発に続いている可能性があると科学者らは述べている。
「その地質全体、つまり氷河、山脈、谷は、不安定なプロセスと関連しているようです。これは太陽系の他のほとんどの惑星や衛星とは異なります」と、アリゾナ大学のジェームズ・キーン氏はニュースリリースで述べています。キーン氏は、ネイチャー誌に掲載された2番目の論文の主著者です。
キーン氏とその同僚は、冥王星の表面の氷に特徴的な亀裂があることを指摘し、それが地下海の凍った水に関するコンピューターモデルから予想されるものと一致するとしている。
「氷が凍るようなものです」とキーン氏は言う。「水が氷に変わると、膨張します。惑星規模で見ると、このプロセスによって地球の周囲の地表が破壊され、今日見られる断層が作られるのです。」
このシナリオは、ビンゼル氏とその同僚が発表した研究と一致している。
「正の重力異常を引き起こす他の可能性を考えてみたが、どれも地下海ほどありそうなものはなかった」と研究の主著者であるカリフォルニア大学サンタクルーズ校のフランシス・ニモ氏はニュースリリースで述べた。
その後、凍った窒素が蓄積されて重力異常がさらに増し、ニューホライズンズ探査機が観測したスプートニク平原の表面を覆う厚い氷河が形成されたと考えられる。
他の研究では冥王星にはまだぬかるんだ海が存在すると示唆されており、表面の氷に見られる亀裂のパターンはその見解と一致しているとニモ氏とその同僚は言う。
ニモ氏は、冥王星の海には不凍液として作用するアンモニアなどの化合物が含まれているのではないかと推測している。また、海王星の軌道の外側にある広い氷の環であるカイパーベルトにある他の巨大天体も、大きさと密度において冥王星に似ていると指摘している。
「他の物体を見ると、凍った雪玉だけでなく、同様に興味深いものがあるかもしれない」と彼は語った。
「スプートニク平原の再方向付けは冥王星の地下海を示唆する」の著者には、ニモ氏とビンゼル氏の他に、DP ハミルトン氏、WB マッキノン氏、PM シェンク氏、CJ ビアソン氏、RA ベイヤー氏、JM ムーア氏、SA スターン氏、HA ウィーバー氏、CB オルキン氏、LA ヤング氏、KE スミス氏、ニューホライズンズの地質学、地球物理学、画像化テーマ チームが含まれています。
「スプートニク平原内の揮発性物質の負荷による冥王星の再配向と断層運動」の著者には、キーン氏に加え、松山勇氏、鎌田俊一氏、ジョーダン・ステックロフ氏も含まれています。
