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月を見上げるといつも同じ模様が見える。これはいつも同じ面を地球に向けて、月が回っているからだ。この理由は何だろうか?

いつも見慣れているので「そんなものか」と思ってしまうが、身近な天体である月にはまだまだ謎が多い。たしかに満月を見るといつも、ウサギが餅つきしている模様が見える。

この理由には、月の表と裏では、重力に差がある「重力異常」があるからだと考えられていた。重力異常というと難しそうだが、簡単に言えば「だるまさん」の原理である。「だるまさん」は、いつも頭を上に向けており、けっして逆立ちはしない。

「七転び八起き」ころんでも、何度でも起きる「だるまさん」。「うん!自分もそうなりたいものだ」と皆が尊敬しているが、科学的に見ると単にお尻が重いだけの話である。これが「重力異常」である。つまり重さに差があるのだ。

今回月探査機「かぐや」は月の表と裏の重力異常を観測するのに成功した。結果は予想通り、表側にプラスの重力異常、裏側にマイナスの重力異常が発見された。

これだけ、はっきりと映像でわかるのは素晴らしい技術だと思う。また一つ長年の謎が解けた。 

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大きく異なる月の表裏の地下構造


月周回衛星「かぐや」とリレー衛星「おきな」の連携プレーによる重力観測の結果、月の裏側の地下構造は、地球から見える表側と大きく異なることがはっきりした。表側と裏側で重力異常の明確な差が表れたことは、地下の構造や形成の歴史が異なっていたことを示している、と宇宙航空研究開発機構などは言っている。

月の裏側にある「アポロ盆地」の重力異常図。マイナスの重力異常が同心円状に見られる。右は、月の表側にある「晴れの海」。プラスの重力異常が見られる。 
 
月の裏側の重力異常はこれまでほとんど分かっていなかった。今回の重力観測データは、臼田宇宙空間観測所(長野県佐久市)から「おきな」を経由して月の裏側を回っている「かぐや」に信号を送信、逆のルートで臼田宇宙空間観測所(長野県佐久市)へ戻って来る信号を解析することで得られた。月の裏側の重力の変化で「かぐや」の軌道にわずかなぶれが生じるのを、信号の周波数が変化するドップラー効果を利用して検知する。

観測の結果、アポロ盆地はマイナスの重力異常が見られ、地形の凹みや、地下に軽い物質が埋もれていることを示していた。さらにこの重力異常は同心円状に違いが見られた。表側の盆地の「晴れの海」は、プラスの重力異常が観測され、これは地表面の玄武岩溶岩と、地下のマントルの隆起によると見られている。今回、月の裏側で明らかになった観測結果は表側とは大きな違いがある。

観測データが増えれば、もっと多くの地域で表側と裏側の違いがより正確にわかることから、月の起源と進化の研究がさらに進展する、と観測陣は期待している。( 2008年4月18日 サイエンスポータル)
 

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