国際共同研究チーム，月のマントルがまだ温かい可能性を発見

国立天文台，JAXA，中国地質大学などの国際共同研究チームは，月の地下深くに軟らかい層が存在すること，さらに，その層の中では地球の引力によって熱が効率的に生じていることを明らかにした（ニュースリリース）。これらのことは，月の中が未だ冷え固まっていないこと，そして地球が月に及ぼす力によって月の中は今も温められ続けていることを示唆している。

天体の形が他の天体の引力によって変化することを潮汐と呼ぶ。例えば地球の海の潮の満ち引きは潮汐の1つだが，海の水は変形しやすいために大きな変位が観測される。このように，潮汐によって天体が変形する度合は，天体の内部構造，特に天体の内部の硬さに依存するので，天体の変形具合を調べることで，天体の内部を探ることができる。

月も潮汐力による形の変化からその内部を探ることができる。この変化は既に測地観測によって知られているが，これまで考えられてきた月の内部構造では，月探査によって得られた月の形の変化の仕方を説明することができなかった。そこで研究チームは，どのような月の内部構造であれば観測された形の変わり方と矛盾しないか，理論的な計算によって調べた。

かつてアポロ計画で取得された月の地震観測のデータに基づく，ある月の内部構造の解析結果によれば，月は大まかに，金属でできた「核」と呼ばれる内側の部分と，岩石でできた「マントル」と呼ばれる外側の部分の2つに分かれていると考えられている。

研究チームは，その月のマントルの最下部に軟らかい層が存在すると仮定すれば，観測されている潮汐による月の変形を上手く解釈できることを突き止めた。過去の研究において，月のマントルの最も深い所では岩石の一部が溶けているという可能性が指摘されているが，部分的に溶けた岩石は軟らかくなるので，今回の結果はその仮説を支持するものとなる。つまり，初めて観測結果と理論計算から月のマントルの最深部が軟らかいことが証明された。

さらに研究チームは，マントル最深部の軟らかい層の中で潮汐によって効率的な発熱が起こっていることも明らかにした。一般に潮汐の変形により天体の中に蓄えられるエネルギーは部分的に熱に変わっていると考えられている。その発熱量は天体の中の軟らかさによって異なる。興味深いことに，今回の研究において仮定された層の中の発熱がほぼ最大となるのは，計算と観測の比較から推定された軟らかさを仮定した場合だった。

軟らかい層の中で生じる熱と，層の外へ逃げていく熱の絶妙なバランスによって，層自体が成り立っていると考えられる。過去の研究でも，月の内部で潮汐の変形にともなうエネルギーの一部が熱に変わっていることは示唆されていたが，このエネルギーの変換は月全体で均一ではなく軟らかい層の中のみ集中的に起こっていることがわかった。

研究チームは，このマントル最深部の効率的に発熱する軟らかい層が核を包むようにして存在していることから，現在でも核を温め続けていると考えている。さらには，過去においても，このような軟らかい層が核を効率的に温めていたのではないか，とも予想している。