金星は、初期の激しい衝突のせいで逆向きに回っているのかもしれない
金星は長いあいだ、太陽系でもっとも奇妙な自転の一つとして際立ってきた。自転は非常に遅く、自転軸を1回回るのに248日かかるうえ、ほとんどの惑星とは反対方向に回っている。今回の新しいモデリング研究は、この奇妙な振る舞いが、惑星形成初期のある一度の古代の出来事、つまり月サイズの衝突体との高角度衝突にさかのぼる可能性を示している。
この研究は、最近ウィーンで開かれた欧州地球科学連合総会で発表され、Universe Todayが報じた。報道によると、ETHチューリヒのセドリック・ギルマン氏らは、大規模衝突が金星の元の自転状態をどれほど変えられるかをモデル化した。その結論は、物体が十分な速度で、適切な角度で衝突すれば、それは可能だというものだ。
提案された衝突は、金星形成後最初の5000万年以内に起きたはずで、その若い惑星はまだ今日の姿へと進化している途中だった。
なぜ金星はこれほどまでに難解な惑星なのか
金星は地球と大きさが近いため、しばしば地球の双子と呼ばれる。しかし環境のほぼすべての面で、金星は大きく異なっている。提供された報道では、表面温度は約467度C、大気圧は地球の約92倍、さらに腐食性の酸の雲があるとされている。そこに自転の奇妙さが加わる。
地球を含むほとんどの惑星は、太陽の周りを公転するのと大まかに同じ方向に自転している。だが金星は逆行自転、つまり反対方向に回っている。しかもその速度は非常に遅い。この逆向きと遅さの両方を説明することは、惑星科学者にとって長年の課題だった。
新しいモデルはこの問題のすべてを解決するとは主張していないが、初期の衝突物理と、現在見られる長期的な自転状態を結びつける手がかりを与えている。
新しいモデルは何を示したのか
ギルマン氏はこの研究を、後に現在の金星へと進化しうる初期自転条件を探る試みだと説明した。報道されたシミュレーションでは、金星の質量の約10分の1の衝突体が高い角度で当たれば、若い惑星の自転を劇的に変えるのに十分だった。
正確な衝突条件によっては、その衝突により高速回転していた初期の金星を、今のゆっくりした自転へとつながる長期進化に適した速度まで減速させることができる。よりエネルギーの高い接線的な衝突では、かなり早い段階で逆行自転に押し込むことさえありうるが、それでも現在観測されるよりは速い。
この違いは重要だ。モデルは、衝突そのものが即座に現代の金星をそのまま作ったと主張しているわけではない。むしろ、その衝突が出発条件を設定し、その後の惑星進化が観測される結果を生み出した可能性がある。
自転だけが影響ではない
報道によれば、シミュレーション内の巨大衝突は、表面にマグマオーシャンも生み出した。その深さは衝突の性質によって異なり、およそ100キロメートルの比較的浅い融解層から、完全に溶けたマントルまで幅があった。
この結果は、この考えの重要性を広げている。大きな衝突は金星の自転を揺さぶるだけでなく、惑星の熱的・内部的進化にも影響を与える。広大なマグマオーシャンが形成され、その後時間とともに冷えたなら、宇宙への熱放出の速度が、その後の表面と内部の発達に影響した可能性がある。
言い換えれば、この衝突シナリオは、自転を惑星の構造と歴史に関するより深い物語と結びつけている。自転の向きや速度を変えた同じ出来事が、成熟する過程で惑星内部の状態形成にも寄与したかもしれない。
なぜ時期が重要なのか
提案された時期、つまり金星形成後およそ最初の5000万年以内というのは、初期太陽系がまだ激しく混み合っていた時代にその衝突を置いている。巨大衝突はその時代に珍しい出来事ではなく、惑星が集まり、分化し、ときに変容していく過程の一部だった。
そのため、この仮説はより広い惑星科学の文脈では十分にあり得る。地球自身の歴史にも大きな衝突が含まれており、巨大衝突はすでに太陽系のいくつかの特徴を説明する標準的な仮説の一部になっている。金星についての問いは、そのような衝突が原理的に起きたかではなく、そのうちの一つが、今見えている特定の自転状態を説明できるかどうかだ。
新しいモデルは、少なくとも限られた衝突条件のもとでは、答えは「はい」かもしれないと主張している。
惑星の静けさは見かけにすぎないという注意
金星がこれほど魅力的なのは、現在の穏やかな見た目が、その過去の激しさを隠しているかもしれないからだ。Universe Todayも、静かに見える惑星の円盤の下に、極端な高温と圧力の世界が隠れていると注意を促している。同じことが、その力学的な歴史にも当てはまるかもしれない。今ではゆっくりと逆行しながら空を漂う惑星が、かつては一度の破滅的な遭遇によって作り替えられていた可能性がある。
この新しい研究は、最終結論というより強い仮説として見るのが適切だ。観測される自転、初期衝突の力学、内部への影響を一貫した枠組みに結びつけている。今後のモデリングや比較惑星科学の証拠がこれを支持すれば、金星の有名な奇妙な一日は、太陽系最初の章における衝突の最古の傷跡の一つだったことになるかもしれない。
この記事はUniverse Todayの報道に基づいています。元記事を読む。
Originally published on universetoday.com