火星の衛星ダイモスが滑らかな理由。小惑星の衝突により厚い層のレゴリスで覆われていた

火星の衛星ダイモスの表面が滑らかな理由が、過去の小惑星衝突で堆積したレゴリスにあることが明らかになった。スイスのベルン大学の研究チームが高度なシミュレーション計算と欧州宇宙機関の探査機ヘラの観測データを組み合わせることで、この謎を解き明かした。

火星には二つの小さな衛星があり、内側のフォボスはクレーターに覆われてゴツゴツしているのに対し、外側のダイモスは細かい塵や砂からなるレゴリスの厚い層で覆われ、表面が滑らかだ。この大きな違いは長く謎とされてきた。さらにダイモスの南極には、衛星の直径が12kmしかないのに幅10kmもの巨大な窪みが存在する。研究チームはこの窪みが単一の小惑星衝突で作られたと仮説を立て、高性能コンピューターを用いた流体力学シミュレーションを約100回実行した。その結果、幅320m程度の小惑星が約45度の角度から斜めに衝突した場合が最も現実のダイモスの地形と合致することが判明した。この衝突は衛星を粉砕することはなかったが、南極に巨大な窪みを作り、吹き飛んだ物質が星全体に降り積もり、古いクレーターの多くを覆い隠したと考えられる。厚さは深い場所で200mを超えるという。

このシミュレーション結果は、欧州宇宙機関の探査機ヘラの観測によって裏付けられた。ヘラは2025年3月にダイモスに接近した際、レゴリスに埋もれた古いクレーターの輪郭を分光画像で検出した。さらに重要な発見は、これらの古いクレーターが残存していることから、ダイモスの内部が地球の月のような硬い岩の塊ではなく、砕けた岩や瓦礫が緩く集まった「ラブルパイル」と呼ばれるスカスカな天体である可能性が高いということだ。強い衝撃波が内部に伝わらず吸収される構造をしているため、古いクレーターが崩れずに残ったと考えられる。

この研究成果は、小惑星の衝突が火星衛星の地形形成に果たした役割を示している。ただし科学者の間には、数十億年にわたる微小隕石の降積でレゴリスが形成されたとする別説を支持する声もあり、謎は完全には解けていない。今後の詳細な観測を担うと期待されているのが、日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）が計画する火星衛星探査ミッション「MMX」である。MMXはH3ロケット10号機で2026年10月20日に打ち上げられる予定で、主目的はフォボスのサンプルリターンだが、飛行計画の途中でダイモスの観測も予定している。ダイモスへの着陸は計画していないものの、搭載されたレーザーと特殊なセンサーを使うことで、レゴリスの成分や衛星の密度をこれまで以上に正確に測定できると期待されている。

この研究成果は、宇宙探査の信頼性向上に寄与する知見である。将来の月面採掘や小惑星資源採取を検討する日本の関連企業にとっても、低重力天体でのレゴリス堆積メカニズムの理解は、採掘技術開発や装置設計に活かしうる基礎知識となる可能性がある。日本が送り込むMMXなどの探査機が得る新たな知見は、こうした産業応用の基盤となり得るのだ。

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