水星の収縮と表面の起伏が隠す事実
太陽系の中で最も太陽に近く、最小の惑星である水星は、およそ45億年前に形成されて以来、内部の冷却に伴って縮小し続けてきました。熱い鉄の核が冷却されて収縮するとともに、マントルや地殻も引き締められ、表面にはしわや断層といった構造が刻まれてきました。しかし、最新の研究では、これまで観測されてきた以上に水星が縮小している可能性が示されています。
この研究は、AGU（アメリカ地球物理学連合）の学術誌『Geophysical Research Letters』に掲載されました。ドイツ航空宇宙センター（DLR）宇宙研究機構の惑星科学者であり、本研究の筆頭著者であるGaku Nishiyama氏は、北海道大学にも所属しています。
研究チームは、起伏の激しいエリアにあるデブリが、ちょうど道路の凹凸を覆い隠す砂利のように、収縮によるしわを隠しているのではないかと推測しました。具体的に、Nishiyama氏らのチームは、水星の収縮を示す断層などの地質学的兆候を示す地図と、表面の粗さ（景観がいかに「塊状」であるかの尺度）を強調した新しい地図を比較しました。その結果、最も粗いパッチには収縮によるしわが少ないことが判明しました。これらの欠落しているしわは、衝突デブリの下に埋もれている可能性があると研究チームは述べています。
その隠された領域を考慮に入れることで、惑星全体の収縮量がこれまでの見積もりを10パーセントから30パーセント上回る可能性があることが導き出されました。これは直径にして最大23キロメートル（14〜14.5マイル）の減少に相当します。直径がわずか約4,900キロメートル（3,000マイル）の水星にとって、これは重要な数値です。
この結果について、Nishiyama氏はメールの中で「私たちは非常に興奮しています」と述べ、「水星の進化の現実に近づいていると感じている」と付け加えました。
科学的な意義と内部構造への洞察
水星の収縮度の把握は、研究者が水星の内部構造や進化の主要な特徴を推論する上で重要です。Nishiyama氏は、「より多くの収縮があるということは、水星がより大きな金属核を持っているか、金属核に混入しているケイ素のような軽い元素が少ないか、あるいは開始温度が高かった可能性があることを意味します」と説明しています。
この研究に関与していないセントルイス・ワシントン大学の惑星科学者Paul Byrne氏は、「著者らは、数十億年にわたる衝突爆撃による表面の粗さの影響という、遠隔地から水星の地質学的履歴を解明するための新たな視点を提示しました」と述べています。また、Byrne氏は「もし彼らの結果が正しければ（そして私はそうであると確信していますが）、私たちがまだ直接訪問できない惑星の調査において、さらに一歩前進したことになります」と評価しています。
Byrne氏は2013年の会議で、水星は約11キロメートル縮小したという知見を発表していましたが、今回の新しい研究では最大23キロメートルにまで達している可能性が示唆されました。ただし、研究チームは、既存の表面データが不完全である可能性があるため、この数値ですら過小評価である可能性があると記しています。
観測データと今後のミッション
水星は太陽に非常に近く、地球からの観測は太陽の光が強すぎるため困難です。また、表面下に潜入できる探査機を着陸させたこともありません。そのため、惑星科学者はリモート衛星のデータに頼る必要があります。これまで水星を訪れた探査機は、1970年代のNASAの「マリナー10号」と、2010年代に活動したNASAの「メッセンジャー（Messenger）」の2機のみです。今回の研究の推定値は、メッセンジャーの測定データに基づいています。
このミッションに参加しているNishiyama氏は、ベピコロンボのレーザー計器によって、内部冷却の結果として水星がどの程度萎縮しているかを確認できるはずだとしています。