Research press release

火星の月の起源

Nature Geoscience

The origin of the many moons of Mars

火星の2つの小さな月であるフォボスとダイモスは、その他の多くの月の消滅を引き起こした巨大衝突の孤独な生き残りであることを示唆する研究結果が、今週のオンライン版で発表される。

ジャガイモの形をしたフォボスとダイモスは、これまでは捕獲された小惑星だと考えられてきたが、地球の月を形成したものと似た巨大衝突で形成された可能性があるとの説が唱えられている。しかしながら、なぜ火星ではそのような巨大衝突の過程で、例えば地球のように単一の大きな月ではなく、2つの小さな月が残ったのかはよく分からなかった。

Pascal Rosenblattたちは、火星の巨大衝突事象と、その結果の衝突残滓円盤の進化の数値シミュレーションを行った。Rosenblattたちは、残滓が最も高密度で充填されている円盤の内側部分により大きな月が集積することを見つけた。フォボスとダイモスが形成されたと考えられている円盤の外周部分では、残滓は薄くばらまかれており、月が容易に集積することはない。しかしながら、Rosenblattたちは、質量の大きい内側の月による重力の牽引力が外側の円盤で残滓を攪拌し、小さい外側の月が形成されることは可能であることを示した。Rosenblattたちは、質量の大きい内側の月は最終的には火星の潮汐引力に屈し、潮汐力が届く範囲で形成された他の外側の月の大部分と同様に赤い惑星に落下して、その結果フォボスとダイモスが巨大衝突の生き残りとなったことを示唆している。

また著者たちは、この筋書きは、なぜ火星が今日2つの月を持っているかだけでなく、ダイモスの軌道は安定的だがフォボスは徐々に火星に引き寄せられているので、将来的には火星はただ1つの月を持つことになる理由を説明していると結論づけている。

同時掲載のNews & Views記事でErik Asphaugは、「かつて火星の周りには多くの月が存在した可能性があり、最も重いものがシステムを形作り最も小さいものは最後に落下した。フォボスは壊れた一連の月からはぐれた最後の生き残りであり、最終段階への準備はできている」と述べている。

Mars’ two tiny moons, Phobos and Deimos, are the sole survivors of a giant impact that produced many other now-extinct moons, suggests a study published online this week in Nature Geoscience.

Although the potato-shaped Phobos and Deimos were initially thought to be captured asteroids, it has been proposed that they may have formed from a giant impact, similar to the one that formed Earth’s Moon. However, it is unclear why Mars ended up with two small moons from such a giant impact scenario and not, for example, with a single large moon like ours.

Pascal Rosenblatt and colleagues numerically simulated a giant impact event on Mars, and the evolution of the resulting disc of impact debris. They find that larger moons accrete in the inner part of the disc, where the debris is most densely packed. In the outer part of the disc, where Phobos and Deimos are thought to have formed, the debris is thinly dispersed and moons should not easily accrete. However, the authors show that the gravitational tug of a massive inner moon stirs up the debris in the outer disc and allows small outer moons to form. They suggest that the massive inner moon eventually succumbed to the tidal pull of Mars and fell back to the Red Planet, as did most of the other outer moons that formed within the reaches of tidal forces, leaving behind Phobos and Deimos as the only survivors of the giant impact.

The authors conclude that the scenario explains why Mars has two moons today, but also why Mars will have only one moon in the future: although the orbit of Deimos is stable, Phobos too is being gradually pulled towards Mars.

In an accompanying News & Views article, Erik Asphaug writes that, “There could have once been many moons around Mars, the most massive sculpting the system and the smallest being the last to come down. Phobos could be the last straggler in a series of crashing moonlets, readying its final approach.”

doi: 10.1038/ngeo2742

「注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したプレスリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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