水星はなぜ鉄が多いのか、太陽にいちばん近い惑星の謎

水星は太陽系でいちばん小さな惑星ですが、中身の大部分は鉄を主とする「核」です。探査機メッセンジャーの観測から、核の半径は水星の半径の約8割と見積もられました。なぜこれほど鉄が多いのかは、2026年10月時点でもまだ決着していない謎です。

01 わかっていること水星の中身は本当に鉄だらけなの？

ほぼ本当です。水星は半径約2440kmの小さな惑星ですが、鉄を主とする核の半径は約2020kmと見積もられています。地球の核が半径の約5割なのに比べ、水星は約8割を核が占めます。

水星の平均の密度（1立方メートルあたりの重さ）は5429kgで、地球の5513kgとほぼ同じです[6][7]。小さな惑星は自分の重さで押し縮められる力が弱いので、ふつうなら密度は低めになります。それでも地球並みに重いのは、中に重い鉄がたくさんあるからだと考えられています。

Hauckら（2013年）は、探査機のデータに合う水星の中身の模型を数百万通り計算しました[1]。その結果、液体の核の上の端は中心から約2020km、その上の岩の層の密度は1立方メートルあたり約3380kg、核の部分は約6980kgと見積もられました[1]。

水星は太陽から平均約5790万kmのところを、約88日で1周しています[6]。太陽系の惑星がどうできたかは太陽系の成り立ちの記事で、水星より金星のほうが熱い理由は金星の記事で説明しています。

02 どうやってわかったのか掘ってもいないのに、なぜ中身がわかるの？

2011年から水星を回った探査機メッセンジャーが、重力のわずかなちがいや表面の成分を測りました。直接掘ったのではなく、重力の測定と計算から中身を推定しています。

03 数字と例えでいうと水星の核はどれくらい大きいの？

水星を直径10cmのボールにすると、核は直径約8.3cmの球になります。体積でいえば水星の約57%が核で、地球の約16%と比べて3倍以上です。

体積は半径の3乗に比例するので、（2020÷2440）の3乗で約0.57としました。光の強さは距離の2乗に反比例するので、（1÷0.387）の2乗で約6.7倍です。どちらもNASAの数値と上の論文の値から計算しました。

04 まだわかっていないことなぜ水星だけ鉄が多いの？

理由はまだ決着していません。大きな天体の衝突で外側の岩がはがれた説、生まれる前の円盤で鉄が太陽の近くに集まった説などがあり、どの説もまだ決め手に欠けます。

• 衝突で外側の岩がはがれたのかBenzら（1988年）は、若い水星に大きな天体がぶつかり、外側のマントル（岩の層）がはぎとられたという説を計算で調べました[8]。月の成り立ちと同じく「大きな衝突」で説明する考え方です。ただし、表面に熱で逃げやすいカリウムが残っていたことは、強く熱せられる説と合わないという指摘があります[5]。
• 生まれる前から鉄が集まっていたのかMcDonoughとYoshizaki（2021年）は、惑星のもとになった円盤の磁場が太陽の近くほど強く、鉄が内側に集まりやすかったという模型を出しました[9]。この模型では、太陽に近い惑星ほど核が大きくなります。まだ1つのチームの提案で、確かめはこれからです。
• 内核の大きさ固体の内核があるという結果は出ましたが、大きさは外核の0.3〜0.7倍と幅が広いままです[3]。
• ベピコロンボの観測待ちヨーロッパ宇宙機関（ESA）と日本のJAXAの探査機ベピコロンボは、2026年10月時点のESAの予定では、2026年11月21日に水星を回る軌道に入り、2027年4月ごろから本格的な観測を始めます[10]。表面や中身、磁場を調べる計画で、鉄が多い理由を絞る手がかりが期待されています。

05関連する記事

06よくある質問

水星はなぜ鉄が多いの？

理由はまだ決着していません。若い水星に大きな天体がぶつかって外側の岩がはがれた説や、惑星が生まれる前の円盤で鉄が太陽の近くに集まっていた説などがあります。探査機ベピコロンボの観測で、手がかりが増えると期待されています。

水星の核はどれくらい大きいの？

探査機メッセンジャーのデータをもとにした研究では、液体の核の上の端は中心から約2020kmと見積もられています。水星の半径は約2440kmなので、半径の約8割、体積の約57%が核です（体積は計算）。

ベピコロンボはいつ水星に着くの？

2026年10月時点のESAの予定では、2026年11月21日に水星を回る軌道に入ります。その後、日本の「みお」とヨーロッパの周回機に分かれ、2027年4月ごろから本格的な観測を始める予定です。

水星は地球と同じくらい重いの？

重さ（質量）は地球よりずっと小さいですが、1立方メートルあたりの重さ（密度）は5429kgで、地球の5513kgとほぼ同じです。小さいのに密度が高いのは、中に鉄の核が大きいためと考えられています。

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