麻豆原创

私は赤铜色の月を见上げていた。その日は月が一番大きく见えるスーパームーンと、月が地球の影に隠される皆既月食が同时に起こった珍しい日だった。幼いころから天体や惑星などの宇宙の魅力のとりこになった私にとっては见逃せないイベントだった。しかし、そんな私に向かって、しぶしぶ连れてこられた友人は言う

「もう帰ろうぜ、饱きた」

私は振り返って返答する。
「そんなこというなよ。月は面白いよ。例えば潮汐力なんかは潮の満ち引きに関係しているしね」

「潮汐力か、あんまよく分かんねえな」友人はつまらなそうにつぶやいた。

「じゃあ、潮汐力で卫星に“海”ができる话なんてどうだ？」

「海？　海ってあのバカでかいやつ？　ていうか地球以外にも海なんてあるのか！」

少しだけ彼の兴味を引けたようだ。
「そうだよ、もっと闻きたい？」

【长桥岳志?理学院宇宙理学専攻修士1年】

 

「でも本当に海なんてあるのか？　太阳から远い木星や土星あたりだったら液体なんて冻ってしまうだろ」

「确かにそのとおり。例えば土星の卫星エンセラダスやタイタン、木星の卫星エウロパなんかの表面は、数十碍尘もあるような分厚い氷の层で覆われてる」

そらみろ、という颜つきの彼に畳み掛けるように私は言った。
「问题はその下。氷の下に広大な内部海があるんだ」

「内部海？」

「星の内部にある海さ。土星のエンセラダスや木星のエウロパ、ガニメデ、カリストの氷の下には広大な水の海がある。土星のタイタンにも水の内部海があるけど、面白いのは表面に液体メタンの湖や川があることなんだ」

「へぇ、でもなんで外侧だけ冻って中は冻らないんだよ」

彼はせかすように叫ぶ。どうにもせっかちな男である。

「落ち着け。内部海が冻らないためには热源が必要なんだけど、そこにさっきいった潮汐力が関わってくるんだ」

そう言って私は地面に絵を描いて説明をはじめた。
「潮汐力は简単にいってしまえば、天体の各点ごとにはたらく引力と、惯性力の差のことをいうんだ」

簡単に言ってしまえば、と言ったものの彼に伝わっただろうか。 もう少し詳しく、惑星とその周りを公転する衛星を例に考えて説明しよう。衛星には大きさがあるので衛星の各点にはたらく引力の大きさは、惑星に近いところほど大きく、遠いほど小さい。またその方向も微妙に異なる。

次に卫星にかかる惯性力を考える。すべての物体には运动状态を维持しようとする惯性力が働く。卫星の场合、惑星に引っぱられて加速度运动をするが、卫星はその位置に留まろうとして逆向きの见かけ上の力、惯性力が働く。乗っている车が急発进すると后ろに引っぱられるようなものだ。ちなみにこの惯性力の大きさは卫星の各点どこでも同じであり、これは惑星からの引力と异なる点だ。

最后に、惑星の各点に働く引力と惯性力の差をとると、各点によって异なる大きさと向きの力が残る。これが潮汐力だ。ちなみに重心においては引力と惯性力がつりあっている。

 

「潮汐力については何となくわかったけど。それが何で内部海を温める热源となるんだ？」

意外にもすっかり热が入った彼は、つばを飞ばしながら闻いてくる。やめてほしい。

「潮汐力は天体の形を変形させることができるほど大きいのさ。地球の场合では海が影响を受けやすくて変形するけど」

「潮の満ち引きってやつね」

「そう。でも変形するのは海だけじゃない。天体そのものが変形して、构成物质、まぁ岩石とかそういうものに摩擦热が生じるんだ」

「ふーん???でもいつも同じ形に歪んでても摩擦って生じるのか？」

「なかなか鋭いな。土星卫星のエンセラダスを例にすると???エンセラダスは土星の周りを回っている。でも完全な円轨道を描いているわけではなくて、少し楕円形なんだ。楕円轨道だと、惑星と卫星の距离は近くなったり远くなったりして周期的に変化する。で、潮汐力の大きさも周期的に変动し、それにあわせて卫星もあっちに伸ばされたりこっちに伸ばされたりして摩擦热が発生するってわけだ。これを潮汐加热と呼ぶ」

「じゃあ、その潮汐加热で生み出せる热が、氷を解かせるくらいの量だったら内部海ができるんだな」

「そのとおり！よく理解できているようでなによりだよ。…でも実はエンセラダスについて内部海を维持できるような潮汐加热量が计算できないんだ」

「なんだよそれ、ダメじゃん！」

「実はそこが俺の研究テーマなんだよねぇ???」

観测データから内部海が存在するとされるエンセラダスだが、従来の潮汐理论から予测される潮汐加热量では、现在の海の厚さを维持することができない。これに対し、新しい潮汐理论を用いると潮汐加热量が大きく増え、内部海の维持を理论的にも示せる可能性があることが分かった。

私はこの新しい潮汐理论を用いて毎日毎日、笔颁に向かって计算を繰り返している。今夜は息抜きに月を眺めに来たわけだが、また明日も???

 

「じゃーそろそろ腹も减ったし帰るか」
どうやら彼の兴味はすっかり晩御饭の方に向いているようだ。决して口数が减った私を虑ってのことではない。

「そうだな、とりあえず二郎でも食おうぜ」
ひとしきり讲义を终えた私は満足して言った。

帰り支度をしながら私は余计な一言をもらしてしまった。
「エンセラダスやエウロパの内部海には生命がいるかもしれないって话もあるんだ」

「何っ？！」
彼は生物専攻。どうやら二郎でも讲义、いや议论は続きそうだ。