ハワイ大学の科学者らは、地球のプラズマシートからの電子が月の風化に影響を与え、水の形成に寄与している可能性があることを発見した。この発見は地球と月の関係についての理解を深め、将来の探査の機会を提供します。
ハワイ大学マノア校の惑星科学者が率いる研究チームは、地球のプラズマシート内の高エネルギー電子が月表面の風化プロセスに寄与しており、重要なことに、これらの電子が月表面の水の形成に寄与している可能性があることを発見した。この研究は、9月14日に学術誌「Nature Astronomy」に掲載された。
月上の水の濃度と分布を理解することは、月の形成と進化を理解し、将来の有人探査に水資源を提供するために重要です。この新たな発見は、月の永久に影に覆われた領域で以前に発見された水氷の起源を説明するのにも役立つ。
地球の磁気により、地球の周りには磁気圏と呼ばれる力の場があり、宇宙の風化や太陽からの有害な放射線から地球を守っています。太陽風は磁気圏を押して形状を変え、夜側に長い尾を形成します。磁気尾部内のプラズマのシートは、地球と太陽風に由来すると考えられる高エネルギーの電子とイオンで構成される領域です。
これまで科学者たちは、月や他の空気のない天体の宇宙風化における高エネルギーイオンの役割に主に焦点を当ててきた。陽子などの高エネルギー粒子で構成される太陽風は月面に衝突し、月面で水が形成される主な経路の 1 つと考えられています。
マノア大学海洋地球科学技術大学院（SOEST）の准研究員Shuai Li氏は、地球の磁気尾部の酸素が月の極地にある鉄を腐食していることを以前に示した。
「これは、月面での水の形成を研究するための自然の実験室を提供します。」月が磁気尾の外側にあるとき、月の表面は太陽風の影響を受けます。太陽風の陽子がほとんど存在しない磁気尾の内側では、水の生成はほぼゼロになると予想されている。
Li氏と共著者らは、2008年から2009年にかけてインドの月鉱物学マッパー装置によって収集されたリモートセンシングデータを分析した。彼らは、月がプラズマシートを含む地球の磁気尾部を通過する際の水形成の変化を評価した。
「驚いたことに、リモートセンシングによる観測では、地球の磁気尾部における水の形成が、月が地球の磁気尾部の外側にあるときとほぼ同じであることが示されました」とリー氏は述べた。 「これは、太陽風陽子注入とは直接関係のない他の水生成過程や、磁気圏尾部の新たな水源が存在する可能性を示唆しています。特に、高エネルギー電子の放射は、太陽風の陽子と同様の効果を示します。今回の発見と、私が以前に錆びた月極を発見したことは、母なる地球が多くの認識されていない方法で月と密接に関係していることを示唆しています。」
将来の研究では、月が地球の磁気尾部を通過する旅のさまざまな段階にあるときに、月の極表面のプラズマ環境と水分含有量を監視するために、NASAのアルテミスプログラムを通じて月探査ミッションに参加したいとリー氏は考えている。