月はどうやってできたのか、ジャイアント・インパクト説の証拠

毎晩見上げる月は、いつ、どうやって生まれたのでしょうか。今いちばん有力なのは、できたばかりの地球に火星くらいの大きさの天体がぶつかり、飛び散ったかけらが集まって月になった、という「ジャイアント・インパクト説」です。ただし、この説にもまだ解けていない大きな謎が1つ残っています。

01 わかっていること月はどうやってできたの？

月は、できたばかりの地球に火星くらいの大きさの天体がぶつかり、宇宙に飛び散ったかけらが集まってできた、とするジャイアント・インパクト説が最も有力です。

この考えは1975年、ハートマンとデイビスが論文で出しました[1]。地球ができるころ、まわりには大きな天体がいくつも飛び回っていました。そのうちの1つが地球にぶつかり、地球の外側の岩を宇宙へはじき飛ばした、という考えです。

ぶつかった天体は、ギリシャ神話の女神の名前から「テイア」と呼ばれています。NASAも、月は火星くらいの天体が地球にぶつかってできた可能性が高いと説明しています[6]。

ただし、これは誰も見ていない45億年前の出来事です。石の分析とコンピューターの計算を組み合わせて「いちばんつじつまが合う説」として選ばれている、と考えてください。

02 どうやってわかったのかジャイアント・インパクト説の証拠は何？

証拠は2つあります。アポロが持ち帰った月の石の年齢と成分、そして衝突をコンピューターで再現すると今の地球と月の重さや回り方が説明できることです。

03 数字と例えでいうと月はどれくらい大きく、どれくらい遠い？

月の半径は約1740km、地球からの平均距離は約38万4400kmです。そして月と地球は、今も年に約3.8cmずつ離れています。

月が少しずつ離れているのは、地球と月が重力で引っぱり合っているためです[7]。この距離は、アポロが月に置いた鏡にレーザーを当て、光が往復する時間から測っています。

04 まだわかっていないこと月の誕生で、まだ謎なのは何？

いちばんの謎は、衝突説なのに月の石が地球の石とそっくりなことです。テイアの成分がどこへ行ったのかを説明する案はいくつもあり、まだ決着していません。

• 月の石が地球とそっくりなのはなぜかZhangらは、地球の外側の岩が月の材料の大部分になった可能性や、衝突のあと地球と月の材料がよく混ざった可能性などを挙げています[3]。どれが正しいかは決まっていません。
• 衝突の条件はどうだったのかĆukとStewartは、ぶつかる前の地球がとても速く自転していれば、月の材料の多くが地球から来ると計算しました[5]。Canupらの斜めの衝突とは別の案で、どの条件が本当だったかはわかっていません。
• テイアはどこから来たのかテイアがどこで生まれた天体だったのかは、直接の証拠がありません。テイアのかけらそのものも、はっきり見つかっていません。

太陽系のほかの天体の成り立ちは、リュウグウのサンプルや小惑星の衝突の証拠からも調べられています。

05関連する記事

06よくある質問

月はどうやってできたの？

今いちばん有力なのは、約45億年前、できたばかりの地球に火星くらいの大きさの天体（テイア）がぶつかり、飛び散ったかけらが集まって月になったというジャイアント・インパクト説です。NASAもこの説を紹介しています。ただし直接見た人はおらず、石の分析と計算から最もつじつまが合う説として選ばれています。

月はいつできたの？

アポロ14号が持ち帰った石の鉱物を調べたBarboniらの研究（2017年）では、月の表面の岩は約45億1000万年前にはできていました。太陽系が生まれてから約6000万年以内です。

ジャイアント・インパクト説の問題点は？

衝突の計算では月の材料の4割以上がぶつかった天体から来るはずなのに、月の石のチタンや酸素の種類の割合は地球とそっくりです。この食い違いを説明する案はいくつもあり、まだ決着していません。

月は地球から離れているって本当？

本当です。アポロが月に置いた鏡にレーザーを当てて測ると、地球と月は年に約3.8cm、爪がのびるくらいの速さで離れています。地球と月が重力で引っぱり合っているためです。

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