恐竜を絶滅させた小惑星は木星の彼方から来た

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太陽系最大の衛星であるガニメデは、水星や冥王星よりもさらに大きい。これまでの研究で、その厚い氷の殻の下に地球の海の10倍の深さの塩辛い海が広がっているという証拠が見つかっている。

しかし、月については多くの疑問が残っており、科学者たちはガニメデの歴史と進化の謎を解くために、より高解像度の表面画像を必要としている。

ガニメデの表面の溝は、ある点の周囲に同心円を描いており、このことから一部の天文学者は、過去に月が大きな衝突を経験したと考えている。

「木星の衛星イオ、エウロパ、ガニメデ、カリストはいずれも興味深い特徴を持っているが、私が注目したのはガニメデの溝だ」と神戸大学惑星科学科准教授の平田尚之氏は語った。

「この地形が約40億年前の小惑星衝突によって形成されたことは分かっていますが、その衝突がどれほどの大きさで、月にどのような影響を与えたのかは分かっていません。」

火曜日に科学誌「サイエンティフィック・リポーツ」に掲載された研究論文の著者である平田氏は、ガニメデの溝システムの原因と衝突後の影響を調査した。この研究は、現在木星とその衛星を調査している欧州宇宙機関のジュース探査機によってさらに調査される可能性がある。

恐竜を絶滅させた小惑星は木星1の外側から来た — 1979 年 3 月 5 日に 151,800 マイル (244,298 km) の距離から撮影されたガニメデの衛星画像。（写真：NASA）

歴史上の衝突

ガニメデは長い間平田氏の興味を引いてきたが、同氏はガニメデがどのように進化してきたかを知ることは「非常に意義深い」と考えているという。平田氏は、ガニメデの表面の一点から伸びる溝のシステムを詳細に観察したが、それは岩が車のフロントガラスに当たったときにできる同心円状の亀裂に似ているという。

平田氏は、溝の中心点が月の自転軸に沿っていることを発見した。これは、月の向きを完全に変えるほどの大きな衝突があった可能性があることを示唆している。

これまでの研究では、巨大な天体が冥王星に衝突し、氷の分布が再編成され、惑星の表面に特徴的な「ハート」が形成されたと示唆されている。平田氏は、氷の地殻と地表下の海を持つガニメデでも同様のことが起こったと考えていると述べた。

惑星上の質量分布の突然の変化により、その軸の位置、つまり天体が周回する仮想的な線が変化することがあります。大きな小惑星が惑星に衝突すると、重力異常が生じ、惑星の自転の仕方が変わります。そこで平田氏は、どのような衝突がガニメデの現在の向きを生み出したのかを計算した。

彼の計算によれば、幅約186マイル（300キロ）の小惑星が直径約870〜994マイル（1,400〜1,600キロ）の衝突クレーターを形成したという。

この小惑星は、6600万年前にメキシコのチクシュルーブにある現在のユカタン半島に衝突し、地球上の恐竜の絶滅をもたらした小惑星の20倍の大きさでした。研究によれば、ガニメデの衝突クレーターは木星の衛星の25%の大きさである。

恐竜を絶滅させた小惑星は木星2の外側から来た — ガニメデは溝で覆われている（右）。最も大きな溝システムでは、隆起が同心円を形成します (左、赤い十字)。（写真：平田尚之）

ジュースミッション調査

平田氏は、ガニメデの軸がどのように移動したかはまだ不明だと述べた。しかし、今後「ジュース」（木星氷衛星探査機）によって収集されるデータは、ガニメデの歴史と衝突事件の解明に光を当てる可能性がある。

2023年4月に打ち上げられたこの宇宙船は、8月21日に地球と月のフライバイを完了し、2031年に木星とその衛星に到達する予定となっている。

アリゾナ大学月惑星研究所の研究者であるアディーン・デントン氏は、ジュース探査機からさらにデータが得られなければ、ガニメデの溝が古代の衝突によって作られたかどうかを知ることは難しいだろうと述べた。彼女は平田の研究には参加しなかった。

「この論文は興味深い前提を提示しており、氷の衛星や海洋世界の進化について深く考えさせられる」とデントン氏は語った。デントン氏は冥王星とその広大な盆地（スプートニク平原、ハート型の左葉を形成する）への衝突に関する4月の研究論文の共著者である。

「天体上の古代の、劣化した地質学的特徴とそれが惑星の向きにどのような影響を与えるかを考慮することは懐疑的になる可能性があることは注目に値する」と彼女は述べた。「これらの特徴に関する情報が非常に少ないため、これが盆地であるかどうか、また潜在的な質量異常であるかどうかを判断するのは困難です。幸いなことに、冥王星や（スプートニク平原）とは異なり、私たちは間もなくガニメデに戻り、この問題を解決するために必要な追加情報を得ることができるかもしれません。」