ミマス

ミマスは土星の主要な衛星の中で最も小さく、最も内側を回る衛星であり、直径わずか400km足らずのほぼ純粋な水氷の球体だ。自身の重力ではかろうじて球形にまとまった程度の小ささである。土星圏の奥深く、見える環のすぐ外側をかすめるように公転しており、惑星を一周するのに1日弱、約22.6時間しかかからない。発見から2世紀のほとんどの間、それは取り立てて目立たない凍りついた遺物、常に同じ面を巨大な母惑星へ向け続けるクレーターだらけの雪玉として扱われてきた。

それ以来、2つの出来事がミマスを太陽系で最も話題に上る小型衛星のひとつに変えた。ひとつは、SF映画の兵器を思わせる不気味な外見をこの衛星に与えた巨大な衝突痕であり、もうひとつは、この一見死んだような氷の塊が表面下に地球規模の液体の水の海を隠している可能性があるという2024年の発見だ。

デス・スター衛星

ミマスはただ一つの特徴によって特徴づけられている。ハーシェルと呼ばれる幅約130kmの衝突クレーターは、衛星自体の直径396kmのおよそ3分の1にも及ぶ——まるで片方の半球全体に大きくかじり取られたかのようだ。その外壁はクレーター底からおよそ5km立ち上がり、中央丘は高さ約6mではなく約6kmにも達し、地球上のほとんどの山より高い。適切な角度から見ると、このクレーターと影のできた窪みによって、ミマスは『スター・ウォーズ』のデス・スターとほぼそっくりに見える——カッシーニが撮影した鮮明な写真を見た者なら誰もが気づく偶然だ。

ハーシェルを刻んだ衝突は、この衛星をまるごと粉砕してしまうかというところまで迫っていた。ミマスの反対側、ちょうどクレーターの真裏にあたる面では、表面が長い溝や割れ目——多くの研究者が、この小さな天体を駆け抜け貫いた衝撃波が対蹠点に集まって刻んだと考える「谷」——によって寸断されている。もう少し強い衝突であったなら、ミマスは今日ひとつの天体として存在していなかったかもしれない。

氷とクレーターの世界

平均半径約198km、密度は水よりわずかに大きい程度で、ミマスはほぼ完全にH2Oの氷でできており、岩石はごくわずかな割合にすぎない。この低密度と、激しく傷ついた表面とが相まって、長らくミマスは地質学的に死んだ天体——数十億年にわたって衝突を記録し続けながら、一度も自らの表面を作り変えたことのない場所——と見なされてきた。地表のほぼ全域にクレーターがひしめき、最大のものは幅数十kmに達する。またこの衛星のわずかに卵形をした姿は、この大きさでは自己重力がいかに弱いかを物語っている。

ミマスは潮汐固定されており、私たちの月が地球に対してそうするのと同じように、公転しながら常に同じ半球を土星に向けている。表面温度は摂氏マイナス200度前後で推移するが、2010年にカッシーニの赤外線観測装置が、表面全体にわたって奇妙で境界のはっきりした温冷パターン——原因はいまだ議論が続いているものの、おそらく氷の地面の熱伝導の違いを反映した「パックマン」状の熱異常——を地図化した。

環の縁に立つ羊飼い

ミマスは土星から平均約185,500kmの距離を公転しており、環系のすぐ内側に位置する。その重力は環そのものに目に見える痕跡を残している。この衛星は、土星のA環とB環の間に広がる暗い大きな隙間「カッシーニの間隙」を作り出した主な要因とされる。そこを公転する粒子はミマスと2:1の共鳴に入り——ミマスが1周する間に土星を2周する——繰り返される引っ張りによって次第にそこから掃き出されてしまう。ミマスはまた環の他の部分にくっきりとした縁を作り出す助けもしており、この小さな衛星が土星の最も有名な特徴の真の設計者のひとつであることを示している。

隠された海

2024年2月、パリ天文台の研究者らが率いるチームが『ネイチャー』誌に発表した結果は、ミマスを不活発な天体とする見方を覆した。カッシーニのデータからこの衛星の軌道運動に見られるごく小さな不規則性——土星への近点の緩やかな移動と、公転しながらの揺れ(秤動)——を追跡したところ、ミマスが内部までびっしり詰まった固体ではありえないという結論に達した。測定結果は、深さおよそ20〜30kmの位置に氷の下に広がる地球規模の液体の水の海が存在するという仮定でのみ当てはまるものだった。

最も奇妙な点は、この海の見かけの若さだ。同じ軌道解析によれば、この海は地質学的に見て最近のもの——おそらく2500万年に満たない年齢で、もしかするといまだに成長中——である可能性が高いという。それは、激しくクレーターに覆われ、乱れのない表面の下に液体の水が存在するという逆説を説明してくれる。すなわち、この海は割れ目や尾根、間欠泉が地殻を突き破るほど長くは存在していないのだ。もしこれが確認されれば、ミマスはエンケラドゥス、エウロパ、その他一握りの氷衛星に並ぶ「海洋世界」の仲間入りを果たし、隠れた海はこれらの衛星の凍りついた外見が示唆するよりもはるかにありふれた存在かもしれないことをほのめかす。

発見と探査

ミマスは1789年9月17日、ウィリアム・ハーシェルによって発見された。イギリスで完成させたばかりの巨大な40フィート反射望遠鏡を用いており、これは数週間前に衛星エンケラドゥスを見つけたのと同じ機材だった。後に、息子ジョン・ハーシェルの提案を受けてギリシャ神話の巨人族の一柱にちなんで名付けられた。この衛星を支配するクレーターがハーシェル家の名を冠しているのは、ふさわしい巡り合わせといえる。

その後2世紀近く、ミマスは単なる光の点にすぎなかった。1979年から1981年にかけて土星をかすめたパイオニア11号と2機のボイジャー探査機が最初の実写画像をもたらし、1980年にはボイジャー1号がハーシェルを明らかにした。決定的な観測は、2004年から2017年まで土星を調査したNASAとESAのカッシーニ探査機によってもたらされ、2010年2月13日に約9,500kmまで接近する、ミマスへの最接近を果たした。誰も海の存在を疑っていなかった時代に集められたカッシーニのデータが、後の2024年の発見を可能にしたのである。

ミマスの見つけ方

ミマスは自宅の裏庭からの観測者にとって難しい対象だ。実視等級はおよそ12〜13等と暗く、土星のすぐそばに位置しているため、惑星の輝きと環の明るさに埋もれてしまいがちだ。これを見るには通常、口径250mm(10インチ)以上の望遠鏡、安定した空、そしてミマスが土星の前後の輝きではなく側方へ最も離れる最大離角のタイミングを狙う必要がある。それでも一瞬の点にすぎないが、その点の下に丸ごとひとつの隠れた海が広がっているかもしれないと知れば、探す価値は十分にある。