月の裏側とは何ですか?

弊社の知識豊富なスタッフが、テクノロジーとの関わり方に関する質問にお答えします。

Q:月の「ダークサイド」とは何ですか?

A:端的に言うと？それは誤った呼び方です。かっこいい響きの誤った呼び方ですが！でも、誤った呼び方です。ピンク・フロイドのアルバムやフランスのモキュメンタリーのことを言っているのでなければ、「月の裏側」と言う人は、ほとんどの場合、月の裏側を指しています。裏側は、地球にいる私たちからは常に遠い方向を向いているにもかかわらず、実際には地球に面している側と同じくらいの太陽光を浴びています。

もしかしたら、もうご存知かもしれませんね。でも！月の裏側、捉えどころのない部分が常に見え始めていることもご存知でしたか？あるいは、月の特定の領域が実は永久に暗闇に包まれていることもご存知でしたか？

その理由を理解するには、まず、なぜ月の片側が常に地球から離れた方向を向いているのかを理解する必要があります。地上にいる私たちにとって、地球の衛星である月は回転していないように見えます。しかし、実際には常に回転しています。自転しながら、地球の周りを約27日ごとに同じ速度で一周しているだけです。天体が親天体と自転軸の周りを同じ速度で公転している状態を、天文学者は「潮汐固定」と呼びます。

月は、このように誕生したわけではありません。天文学者たちは、多くの自然衛星と同様に、誕生当初は全く異なる速度で自転していたと考えています。（月の場合、かつてはもっと速い速度で自転していたと考えられています。）しかし、時が経つにつれ、地球の重力が月の表面の隆起部にトルクを与え、自転周期を公転周期と同期させるようになりました。この現象は実によく見られ、土星や木星の衛星の多くは、母惑星と潮汐ロックされています。

潮汐ロックのため、1959年にソ連の宇宙探査機ルナ3号がクレーターだらけの風景を初めて撮影するまで、月の裏側がどのような様子なのか私たちには分からなかった。それ以来、月の裏側は何度かよく見えてきた。1968年には、NASAのアポロ8号に搭乗した宇宙飛行士たちが、人類で初めて月の裏側を自分の目で見た。NASAの月探査機ルナ・リコネッサンス・オービターは、2009年から月の全表面を高解像度で測量している。そして2019年最初の数日間で、中国は宇宙船の軟着陸を成功させ、月の永遠に隠された表面に探査車を展開した最初の国となった。中国の嫦娥4号着陸船と玉兎2号探査車は、人類にその遠く離れた月の風景を初めて間近で見せることになるだろう。

しかし、真実はこうです。月の裏側を垣間見るのに宇宙船は必要ありません。一度に月の円盤の最大50%しか見えませんが、注意深く観察すれば、その表面のわずかな部分が常に姿を現しています。実際、月の満ち欠けを通して、地球上の天体観測者は月の表面の最大59%を見ることができます ― 必要な場所さえ知っていればの話ですが。

NASAのサイエンス・ビジュアライゼーション・スタジオが公開したこの映像をご覧ください。NASAのルナー・リコネッサンス・オービターが撮影した衛星画像を使って作成されました。皆さんもよくご存知のこの月相の変化。太陽と地球に対する月の位置が変化すると、地球と潮汐固定されている面は暗闇に包まれ、遠ざかっていきます（一方、地球と反対を向いている面は遠ざかり、覆い隠していきます）。しかし、このアニメーションは月の満ち欠け2.5周期を13秒のGIF動画に凝縮しており、これまで気づかなかった月の現象を描き出しています。それは、月が…ぐらついているということです。

天文学者はこの揺れを「秤動（びょうどう）」と呼び、月の軸の向きと軌道の楕円形によって引き起こされます。地球に対する月の軸の傾きにより、月はまるで地球にゆっくりと優しく頷いているように見え、観測者は月の北極と南極を垣間見ることができます。同様に、月の軌道の離心率によって月はわずかに顔を振っており、地球上の私たちは、月が前後に揺れる様子を東西の端越しに眺めることができます。まるでSlackの:party parrot:のように。（月の不規則な軌道は、地球からの距離が変化するため、月の大きさが見た目に変わる理由も説明しています。）

そして、月の軸の傾きによって、もう一つの興味深い現象が生まれます。それは、月の表面の一部が本当に永久に暗い状態になる現象です。

上の画像は、月の南極の照度マップです。これは、ルナー・リコネッサンス・オービターが6ヶ月間にわたって撮影した1,700枚以上の写真から作成された合成画像です。この期間に光が全くなかった極の領域は黒く、常に光が当たっていた領域は白く、灰色の領域はその中間の色で表示されています。参考までに、画像中央付近にある黒い円はシャクルトン・クレーターです。直径13マイル（約21キロメートル）の衝突クレーターで、その縁がクレーター内部に長く永久的な影を落としています。

つまり、「月の裏側」は厳密には存在しないかもしれないが、「永遠の闇のクレーター」は（もっとかっこよく聞こえるが）間違いなく存在するということだ。

ロビー・ゴンザレスはWIREDのサイエンス部門シニアライターです。彼が月に興味を持ったのは、4歳の時に望遠鏡で初めて月を見た幼少期に遡ります。（彼は今でもその望遠鏡を所有しています。）

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