NASAの研究者らによると、冥王星の衛星カロンの表面がひび割れているのは、衛星の中心核がかつては地下に海を抱けるほど暖かかったことを示している可能性があるという。
カッシーニ宇宙船が撮影したモザイク画像には、土星の衛星エンケラドゥスのひび割れた表面が写っている。写真提供：NASA/JPL/宇宙科学研究所
冥王星とそのすべての衛星は、地球の29倍以上も離れた場所で太陽の周りを公転しており、極寒の環境にあります。かつて惑星だったこの惑星（現在は「準惑星」に分類されています）の表面温度は約マイナス229℃（-380℉）で、液体の水が存在するにはあまりにも寒すぎます。
カロンは他の衛星と同じ氷の環境にあるが、内部は異なる可能性がある。NASAの科学者たちは、来年7月に冥王星とカロンを初めて訪れる同局の探査機ニューホライズンズが、彼らの考えが正しいかどうかを示してくれることを期待している。
「私たちのモデルは、カロンの表面の氷の厚さ、内部の構造とその変形しやすさ、そして軌道の進化の仕方に応じて、カロンの表面のさまざまな亀裂パターンを予測しています」とNASAゴダード宇宙飛行センターのアリッサ・ローデン氏は述べた。
「ニューホライズンズによるカロンの実際の観測結果をさまざまな予測と比較することで、最も適合するものを確認し、高い離心率によってカロンに過去に地下海があったかどうかを発見することができます。」
木星の衛星エウロパと土星の衛星エンケラドゥスのひび割れた表面は、内部に海洋がある証拠であり、カロンの同様のパターンも同じことを示している可能性がある。
これらの衛星は、親惑星と近隣の他の衛星との重力による綱引きによって、偏心軌道を描いて公転しています。わずかに楕円形の軌道は、日々の潮汐を引き起こし、衛星内部を曲げ、表面に応力を与えます。研究者たちは、この潮汐加熱によって衛星内部が温かく保たれ、地下の海が液体に保たれていると考えています。
過去にはカロンにも同じ力が作用し、軌道が極端に偏り、大きな摩擦と巨大な潮汐による表面の亀裂が発生した可能性がある。
カロンは冥王星に比べて非常に大きく、その約8分の1の大きさです。巨大衝突によって物質が吹き飛ばされ、カロンといくつかの小さな衛星が形成されたと考えられています。2つの天体が非常に近い軌道を周回しているため、両方の惑星で強い潮汐力が発生し、表面が互いに向かって隆起していたと考えられます。
その結果、内部摩擦は軌道位置よりわずかに遅れ、冥王星のブレーキのように作用して自転速度を遅くし、その回転エネルギーをカロンに伝達したと考えられます。この追加の推進力によってカロンの公転速度は加速し、親惑星から遠ざかる原因となったと考えられます。
「カロンの軌道がどのように進化したか、特に高離心率の段階を経たかどうかによって、潮汐変形による熱が十分に存在し、しばらくの間、カロンの表面下に液体の水が維持されていた可能性がある」とローデン氏は述べた。
「海洋を含む妥当な内部構造モデルを使用して、エウロパで見られるような表面の亀裂を生成するには、それほど大きな離心率（0.01未満）は必要ないことが分かりました。
「亀裂が生じるのは非常に簡単なので、カロンに到着して亀裂がなかったとしたら、離心率がどれほど高かったか、内部がどれほど暖かかったかについて非常に強い制約が課せられることになる。」
「この研究は、ニューホライズンズの到着に向けて有利なスタートを切らせてくれます。私たちは何を探すべきで、そこから何を学ぶことができるのでしょうか。私たちは冥王星に行く予定ですが、冥王星は魅力的ですが、カロンもまた興味深いものになるでしょう」と彼女は付け加えた。
望遠鏡による観測によると、カロンは現在、安定した最終軌道を周回している。冥王星の周りを円を描くように周回しており、両天体の自転速度は互いに常に同じ側を向くほどに遅くなっている。カロンの地下海は今頃は凍っている可能性が高いが、古代の生命の証拠がまだ残っている可能性がある。
エウロパとエンケラドゥスの地下海は、液体の水が必須の要素であるため、微生物生命にとって有望な候補と考えられています。微小な異星人は、利用可能なエネルギー源、炭素、窒素など、他にも多くのものを必要としますが、カロンにも過去にはこれらの要素が存在していた可能性があります。®
