[記事公開日]2016/01/21
[最終更新日]2016/04/09

月は1ヶ月で作られたというスーパーコンピューターによるシュミレーションがある

月は1ヶ月で作られた

月は地球の衛星ですが、何と、地球に衝突してからわずか1ヶ月後に現在とほぼ同じ大きさの月になったというコンピューター・シュミレーションがあるようです。

つまり、月はたった1ヶ月でできたということになります。

この研究を行ったのは、東京工業大学の研究グループだとのことで、スーパーコンピューターによるシュミレーションで計算したようです。

 

スーパーコンピューターによるシュミレーションで月は1ヶ月でできたという計算

月がどうやって生まれたかという古典的な月形成論の欠点を克服するために、ジャイアント・インパクト説というものが登場しまた。

これは、1970年代半ばにアリゾナ大学のハートマンらによって提唱されたものであり、この説によると、約45億年ほど前、出来たばかりの地球に火星サイズ(地球質量の1/10程度)の天体が斜めに衝突します。

火星サイズ(地球質量の1/10程度)の天体が斜めに地球に衝突すると、たくさんの溶けた状態の破片が飛び散るだけではなく、衝突の加熱によって蒸発したガスも地球の周りを回るようになります。

溶けた破片やガスがやがて冷え固まり、固体粒子となって円盤状に地球の周りを回るようになるのですが、この固体粒子が互いに衝突合体して月になったと考えられています。

そして、個体粒子の振る舞いについて、東京工業大学の研究グループが、1995年頃から精力的に研究を進めたようです。

何千もある粒子が互いに重力で相互作用する振る舞いを、特別に設計されたスーパーコンピューターに計算させたようです。

その結果得られたのが、月は地球に衝突してから1ヶ月後に現在とほぼ同じ大きさになったということなのですが、スーパーコンピューターに計算させるには、いくつかの初期条件を入れることが必要でした。

 

地球を回り始めた円盤の総質量は現在の月質量の4倍で円盤の半径はロッシュ限界

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スーパーコンピューターに計算させるには、いくつかの初期条件を入れることが必要でしたが、衝突して地球の周りを回り始めた円盤の総質量を現在の月質量の4倍、円盤の半径をロッシュ限界(潮汐力を受けても破壊しない最小の軌道半径)としたようです。

★ロッシュ限界とは

ロッシュ限界とは、惑星や衛星が破壊されずにその主星に近づける限界の距離のことをいいます。
ロッシュ限界の内側では主星の潮汐力によって惑星や衛星は破壊されてしまうといいます。
フランスの天体力学者であり地球物理学者であったエドゥアール・ロシュが、1848年に理論的に打ち出したため、「ロシュ限界」と呼ばれます。

スーパーコンピューターによる、この計算では、ロッシュ限界外に運ばれた粒子が次々と合体して、いくつもの塊になり、その塊が次々と合体して、1つの大きな月の種になるのだといいます。

そして、月の種はロッシュ限界のすぐ外側に居座り続け、内側から運ばれてくる粒子を独占的に集めながら成長を続け、地球との衝突からわずか1ヶ月後に現在とほぼ同じ大きさになったのだといいます。

 

地球との衝突からわずか1ヶ月後に現在とほぼ同じ大きさの月になり、表面は「マグマの海」に覆われていた

スーパーコンピューターが計算したシュミレーションによると、約45億年前に、出来たばかりの地球に火星サイズ(地球質量の1/10程度)の天体が斜めに衝突してから、わずか1ヶ月後に現在の月とほぼ同じ大きさの月ができたということになります。

★衝突から1日後

出来たばかりの地球に火星サイズ(地球質量の1/10程度)の天体が斜めに衝突し、衝突で飛び散った物質の多くは再び地球に落下しますが、残りの物質は地球を取り巻く円盤状になって回転を始めます。

★衝突から2日後

岩石は互いに衝突しますが、地球の中心から地球半径の1.5倍のロッシュ限界の内側では、岩石は合体することができません。

円盤の中には渦巻き状のムラができるようになります。

★衝突から2週間後

渦巻き状のムラが重力に振り回されてロッシュ限界の外側に達すると塊となり、この塊が種となって内側からやって来る岩石をどんどん飲み込むように合体します。

★衝突から1ヶ月後

1つの塊だけが独占的に大きくなり、1つの大きな月となります。

地球との衝突からわずか1ヶ月で急速に成長したため、月の表面は「マグマの海」(マグマ・オーシャン)に覆われていたと推定されています。

今から約45億年前、出来たばかりの地球に火星サイズ(地球質量の1/10程度)の天体が斜めに衝突してから、わずか1ヶ月後に現在とほぼ同じ大きさの月が誕生したことになります。

これが、スーパーコンピューターが計算したシュミレーションから得られた結果だということのようです。

そして、月ができたのは地球の直径の2倍の場所で、現在の月までの距離の16分の1しかなかったようですので、かなり地球に近い場所だったということになります。

ですから、地球から見ると、今よりも16倍も大きな月が空に浮かんでいたことになります。

いずれにしても、月がわずか1ヶ月でできたとすれば、とても驚くべきことだと言えます。

 

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