人里離れた日当たりの良い場所で、潮の満ち引きを静かに見ることができる場所について尋ねたとき、水星はおそらく最初に思い浮かぶ場所ではないでしょう。しかし、ここ地球上の厄介な隣人から平均で 7,700 万キロメートル離れており、最高 430 °C の快適な表面温度に達する他の場所として、最初の 2 つの基準を確実に満たしています。 3 番目のポイントだけは、それほど明白ではない可能性があります。
潮汐は海に限定されたものではなく、水星は宇宙に浮かぶ小さな乾燥したクレーターのある岩片にすぎませんか?答えはノーです。潮の満ち干きは海岸にいるときに最も身近なものですが、潮の満ち干きを観察するのは海に限ったことではありません。また、足元の固い地面は潮汐力の影響を受けます。実際、固体の地球は、潮の干満によって赤道で最大 40 cm 伸びることがあります。しかし、海岸にいないときは、私たちの周りのすべてが同じペースで動いているため、通常、それは私たちの気付かないうちに起こります.これらの力の起源は月と太陽であり、その引力、またはより良いのは引力の時間的変動が、潮汐と呼ばれる現象を引き起こします。
現在、水星は地球とは異なりますが (水星は月のない孤独な航海者です)、太陽にはるかに近く、その結果、惑星にかかる重力ははるかに大きくなります。これらの力に対する水星の反応は、惑星の内部について多くのことを教えてくれることがわかりました。すでに地球での経験から、流体と固体は潮汐力に対して異なる反応を示すことがわかっています。陸上では上下動は数十センチ程度ですが、海の潮位は簡単に1メートルを超えます。タオルが突然流されたときに、ビーチで安らかに横たわっているときにこの違いに気づきます.
水星では、この性質を利用して、水星のコアの大部分が液体であることを示しています。 NASA の MESSENGER 宇宙船によって行われた測定では、内部で液体が揺れていることから予想されるように、惑星の重力場の変動が非常に小さいことが明らかになりました。これらの結果に基づいて、最近の研究では、水星の表面が完全に固体であるにもかかわらず、赤道で最大 2.3 m に達すると予想される水星の表面の潮汐振幅が計算されました。しかし、変形はもっと小さい可能性もあり、それは水星の内部構造に関する未解決の主要な問題の 1 つに関連しています。
水星の鉄のコアのほとんどは液体ですが、必ずしもすべてが液体であるとは限りません。最も深い内部の圧力が増加すると、鉄が固化し、固体の内部コアを形成する可能性があります。これは、液体の外側部分と固体の内側部分に細分される地球の鉄のコアにいくぶん似ています。水星のコアにも固体部分が含まれているかどうかを知ることは、水星の磁場がどのように形成され、惑星がどのように進化したかに関する重要な制約となります。このような小さな惑星が独自の磁場をどのように生成できるかはまったく明らかではなく、なぜそれが起こるのかはまだ完全には理解されていません.新しい論文は、表面の変形を測定することが実際にこの問題を解決するのに大いに役立つことを示しています.
幸いなことに、適切なツールはすでに登場しています。 10 月 19 日、ESA と JAXA の BepiColombo ミッションはクールー (フランスのグアヤナ) でアリアン 5 ロケットに搭載されて成功裏に打ち上げられ、水星への 7 年間の旅のコースを設定しました。ミッションの 2 つの宇宙船の 1 つによって運ばれる機器の 1 つは、惑星全体を 3D でマッピングできる BepiColombo レーザー高度計 (BELA) です。短いレーザーパルスを発射し、光が表面で反射する往復時間を測定することで、垂直分解能10cmで距離測定を行うことができます。ミッションの全期間にわたってこれを行うことで、潮汐による予測される変化を検出することもできます。
BELA は、ベルン大学、ドイツ航空宇宙センター (DLR)、マックス プランク太陽系研究所、およびアンダルシア天体物理学研究所の協力の成果です。軌道から惑星の表面潮汐を検出することは、非常に困難な測定です。太陽系のさまざまな天体が大きな潮汐変形にさらされていると予測されていますが、これはこれまでのところ重力測定によってのみ確認されています。半径方向の変形は、地球と月についてのみ測定されています。ただし、BELA が進行中であるため、マーキュリーがこの選択に加わる可能性は十分にあります。そして、液体の鉄で洗い流される前に、タオルに気をつけたほうがいいでしょう.
この記事は、以下にリンクされている最近公開された 2 つの論文に基づいています。水星の潮汐と水星の内核との関係に関する新しい結果は、JGR-Planets で公開されています。また、BELA のパフォーマンスと潮汐測定のオタクっぽい詳細に興味がある場合は、Planetary and Space Science に掲載された記事をチェックしてください。
