ダイモス

ダイモスは火星の2つの衛星のうち小さく遠いほうであり、最長軸が約15kmに達するものの、平均すると幅は約12km、平均半径にしておよそ6kmほどしかない、暗くいびつな天体である。私たちの月が肉眼で地図化できるほどの世界であるのに対し、ダイモスはむしろ小ぶりな小惑星に近い大きさであり、その弱々しい重力が歩くことを許すならの話だが、午後のひとときで一周できてしまうほどの天体である。

ダイモスは平均約23,500kmの距離で1.26日ごとに火星を1周しており、惑星の赤道面に対して1度未満しか傾いていない、ほぼ円形の軌道を描く。滑らかに見え、目立たず、地質学的に静かなダイモスには、その足元にある火星のような劇的さは何もない——それでいながら、その起源は太陽系内側における最も手強い謎の一つであり続けている。

「2つの衛星の週」に発見された

ダイモスは1877年8月12日、ワシントンの米国海軍天文台で26インチ屈折望遠鏡を使っていたアメリカ人天文学者エイサフ・ホールによって、火星が好都合な接近をしていた時期に発見された。これは彼が見つけた2つの衛星のうち最初のものであり、6夜後の8月18日には、より明るく速い内側の衛星フォボスを発見した。ホールは探索をほぼ諦めかけていたが、妻のアンジェリン・スティックニーが探し続けるよう促した——その恩は後に、フォボスの最大のクレーターに「スティックニー」の名を冠することで報われた。

これらの名前はギリシャ神話に由来し、ダイモス(「戦慄」または「恐慌」)とフォボス(「恐怖」)は、ローマ人が「マルス」と呼んだ軍神アレスの息子であり従者である。ダイモスで公式に名前が付けられている地形はわずか2つで、どちらもクレーターであり、スウィフトとヴォルテールと名付けられている。ジョナサン・スウィフトとヴォルテールに敬意を表したもので、両者とも実際に誰かが目にする1世紀以上も前に、火星に2つの衛星があると書き記していた。

小さく、なめらかになった世界

ダイモスは三軸楕円体であり、約15×12×11kmと測定されており、これを平均すると、ここに記載されている約6.2kmという平均半径になる。これは十分に小さく、その重力は地球のわずか数千分の一しかない——脱出速度はわずか秒速5.6mであり、力強く跳躍すれば宇宙飛行士がこの衛星を完全に離れてしまうほど遅い。その表面は暗く、当たった太陽光のわずか約7%しか反射せず、その低い密度は、外側の小惑星帯にあるC型小惑星に似た、多孔質で原始的な炭素に富む組成を示している。

この衛星は激しくクレーターに覆われているが、フォボスよりも著しく滑らかに見える。最大の衝突クレーターは直径わずか約2.3kmであり、おそらく厚さ100mほどのゆるいレゴリスの層が、より古いクレーターを部分的に埋め、なめらかにしている。決定的なことに、ダイモスにはフォボスを傷つけているような深い平行な溝がない。その重力は衝突で巻き上げられた破片を引き止めておくには弱すぎるため、その物質の多くは火星を取り巻くかすかな環へと逃れ、その後ゆっくりと降り注いで戻ってくることで、表面を徐々に覆いなめらかにしていくのである。

起源をめぐる謎

ダイモスの小惑星に似た色と組成は、長らく最も単純な説を示唆してきた。すなわち、火星の重力に捕獲された通りすがりの天体である、というものだ。しかし捕獲を実現するのは難しく、両方の衛星ともきれいな、ほぼ円形で低傾斜の軌道を火星の赤道面上に描いている——これはまさに、太陽軌道からさらわれてきたのではなく、破片の円盤から生まれた衛星に期待される特徴そのものである。有力な対立仮説は、初期の火星への大規模な衝突が物質の環を吹き飛ばし、それが集まってフォボスとダイモスになったというものだ。

どちらの説も完全には当てはまらず、この謎を解くことは火星自体がどのように形成されたかを理解する上でも重要である。またこれは、次の訪問者を導く中心的な問いでもある。これらの衛星が捕獲された小惑星なのか、それとも火星の再集積した破片なのかを解決できるのは、持ち帰られたサンプルだけなのだ。

過去と未来のミッション

ダイモスの近接観測は主に1971年のマリナー9号周回機と、1970年代半ばから後半にかけての2機のバイキング周回機によるものであり、これらは詳細な様子を分解し、この衛星の形状、暗い表面、そして同期自転——月がいつも同じ半球を地球に向けているのと同様に、常に同じ半球を火星に向けている——を確定させた。ヨーロッパのマーズ・エクスプレスは2000年代半ば以降、接近時にダイモスを撮影しており、NASAのパーシビアランス探査車は2025年に夜明け前の火星の空に浮かぶ明るい点としてダイモスを撮影した。

次の章はJAXAが主導し、2026年に打ち上げが予定されている日本のMMX(火星衛星探査計画)ミッションが担う。MMXはダイモスへの専用フライバイを行ってその組成を調べ、その後フォボスに焦点を移す。小型ローバー「イデフィックス」を投入し、2031年頃に地球へ持ち帰るための表面サンプルを採取する計画で、これは火星の衛星から持ち帰られる初めての物質となる。

火星の地表から見た姿

ダイモスは火星の自転よりもゆっくりと公転するため、この惑星に立つ観測者は、ダイモスが東から昇り、およそ2.5火星日かけてゆっくりと空を西へ漂い、やがて沈むのを見ることになる——西から昇る速いフォボスとはちょうど鏡写しの動きである。肉眼で円盤として見せるにはあまりにも小さく、最も明るいときでも地球から見た金星ほどの明るい星のように見え、およそ1.26日ごとに満ち欠けの全周期を経る。

地球からの観測者にとって、ダイモスは真に手強い観測対象である。等級約12はアマチュアの大型望遠鏡の範囲内に技術的には収まるものの、火星のわずか数十秒角先というまぶしい輝きの中に隠れており、現実的には火星が地球に近づく「衝」の時期に、火星を遮る掩蔽バーを使ってようやく見えるものにすぎない。ほとんどの人にとって、ダイモスは接眼レンズを通してではなく、探査機を通して知る衛星であり続けている。