水星

水星は太陽に最も近い惑星であり、太陽系で最も小さな惑星でもある。直径わずか4,879kmの焼け焦げた岩の塊で、月よりわずかに大きいだけで、衛星ガニメデやタイタンよりも小さい。平均距離0.387天文単位という、どの惑星よりも太陽に近い軌道を88日で1周するが、その表面には数十億年にわたって存続してきた水の氷のポケットが隠れている。これほど多くの矛盾を、これほど小さな体に詰め込んだ天体は他にない。

太陽にこれほど近いにもかかわらず、水星は最も訪問が少なく、つい最近まで最も地図化が進んでいなかった惑星の一つでもある。太陽への過酷な近さゆえに到達も観測も難しく、何十年もの間、表面の多くは空白のままだった。これまでに訪れた探査機はわずか3機のみで、それらがもたらした像は、他のどの岩石惑星の隣人とも似ていない、密度が高く鉄の心臓を持つ、地質学的に奇妙な世界というものだった。

薄い地殻を持つ鉄の惑星

水星を特徴づける要素は、見えないところに埋もれている。厚さわずか数百kmの岩石の外殻の下には、惑星の半径のおよそ85%を占めるほど巨大な金属核が存在する——太陽系のどの惑星と比べても、割合として最大の核である。この鉄の心臓こそが、水星が最小の惑星でありながら密度で第2位（5.43g/cm³）である理由であり、これを上回るのは地球だけである（地球はより大きな自重で圧縮されているためである）。この圧縮の効果を除けば、水星は組成の面で私たちが知る中で最も金属に富んだ惑星ということになる。

なぜ水星がこれほど重くなったのかは、いまだに議論が続いている。有力な説としては、巨大衝突が本来の岩石質のマントルの大部分を剥ぎ取ったというものや、若い太陽の激しい熱と太陽風が軽い外層を蒸発させたというものがある。原因が何であれ、その巨大な核は今も活動している。マリナー10号は1974年、水星が全球的な磁場を生み出していることを発見した——地球の磁場の強さの約1%にすぎないが、地球以外の岩石惑星の中でそのような磁場を持つのは水星だけである。

3対2の共鳴と最も長い1日

水星は他のどこにも似ていない時間の刻み方をしている。3対2のスピン軌道共鳴に固定されており、太陽を2周する間にちょうど3回自転する。そのため自転1回は58.6地球日、公転1回は88日である。その結果は目まいがするようなものになる。日の出から次の日の出までという水星の「太陽日」は176地球日にも及び、これはちょうど水星の2年分に相当する。近日点付近の特定の場所に立つと、太陽が昇り、止まり、地平線の下へ後退し、そして再び昇るという様子さえ見られる。

水星の自転軸は太陽系で最も傾きが少なく、わずか0.034度しか傾いていないため、水星にはまったく季節がない。この直立した自転と、先の共鳴が組み合わさることで、水星最大の極端な数値が生まれる。熱を移動させる大気がほとんどないため、地表の気温は日中の完全な日なたで約427℃から、夜側では氷点下173℃まで振れる——どの惑星よりも大きな昼夜の温度差である。

クレーターだらけの、しわの寄った表面

水星の表面は古く、傷だらけである。その最も顕著な傷跡がカロリス盆地で、直径約1,550kmに及ぶ、太陽系でも有数の巨大な衝突クレーターであり、約39億年前にえぐられ、高さ約3kmに達する山々に縁取られている。その衝突はあまりに激烈で、地球のちょうど反対側の地点にも「奇妙な地形」と非公式に呼ばれる、丘や溝が入り組んだ地帯を作り出した。

水星は他のどこにも見られない地形も抱えている。水星の巨大な核が冷えて収縮するにつれ、惑星全体が半径にして数キロメートル縮み、地殻が座屈して「ローブ状スカープ」と呼ばれる、数百kmにわたって延びる長い崖を形成した。そして明るい斑点として点在するのが「窪地（ホロウ）」であり、これは月には見られない浅く不規則なくぼみで、岩石中の何らかの揮発性物質が現在も太陽によって蒸発させられている場所にできると考えられている。

永遠の影の国にある氷

日中は最も高温になる惑星でありながら、意外にも永久に氷が存在する場所でもある。水星はほとんど傾いていないため、極付近の一部の深いクレーターの底には日光がまったく届かず、そこでは水の氷を何十億年も閉じ込めておけるほど低温が保たれている。1990年代のレーダー観測が明るい極域の堆積物の存在を示唆し、2012年にはNASAのメッセンジャーが、それらが主として水の氷であることを確認した——その量は1000億トンから1兆トンにも及び、一部は有機物のような暗く炭素に富んだ地殻の下に埋もれている。その供給源として有力なのは、太古から絶え間なく降り注いできた彗星や小惑星である。

50年間で3機の訪問者

水星を訪れたミッションはごくわずかであり、そこへ到達すること自体が見た目以上に難しい。太陽に向かって落ちていく探査機は速度を増しすぎるため、減速して捕獲されるには莫大なエネルギーを捨てなければならない。NASAのマリナー10号は1974年から75年にかけて3回のフライバイによる最初の偵察を行い、表面の半分に満たない部分を撮影し、磁場を発見した。それ以降、30年以上にわたって後続機はなかった。

すべてを変えたのがNASAのメッセンジャーである。2011年3月18日に周回軌道へ入り、惑星全体の地図を作成した後、2015年4月30日に意図的に水星へ衝突した。このミッションは極域の氷、核、表面の化学組成を確定させた。物語は今、ベピコロンボによって続けられている。これは欧州（ESA）と日本（JAXA）の共同ミッションで、2018年に打ち上げられ、太陽の重力に逆らいながら繰り返しフライバイを行うことでゆっくりと減速してきた。推進器の不具合でスケジュールが後ろ倒しになったものの、2026年11月21日に水星周回軌道へ入る予定であり、2機の周回機を搭載してこの惑星とその磁場を並行して研究する計画である。

水星の見つけ方

水星は肉眼でも見えるが、明るい惑星の中では最も見つけにくい。空の中で太陽から大きく離れることがなく——最大でも約28度——そのため夜明け直後か日暮れ直前の明るい薄明の中、地平線近くに低く見えるだけで、完全に暗くなった空で見ることはできない。天文学者はこの絶好の観測期間を「最大離角」と呼び、これは数週間おきに巡ってくる。夕暮れ直後や夜明け前、地平線に張り付くような安定したピンクがかった白い光の点を探してみるとよい。小型望遠鏡を使えば、水星が月のように、太陽と地球の間を行き来するにつれて満ち欠けする様子がわかるだろう。