聞いてください: 隕石は火星に衝突するときに小さな「ブー」という音を立てます

隕石が惑星に衝突し、それを聞く人がいなければ、音はするのだろうか？NASAの火星探査機インサイトが近くにあれば、音を拾うかもしれない。探査機は、2020年と2021年に火星に衝突した4つの宇宙岩石からの地震波を検出した。これは、2018年11月にインサイトが火星に着陸して以来、インサイトの地震計によって検出された最初の衝突であり、衝突による地震波と音波が赤い惑星で検出されたのは初めてである。

今週、ネイチャー・ジオサイエンス誌に掲載された論文には、インサイトの位置から53マイルから180マイルの範囲に及んだ火星衝突の詳細が記されている。インサイトは、火星の赤道のすぐ北にある平坦なエリシウム平原と呼ばれる地域にある。

NASAによると、確認された4つの隕石（地面に衝突する前の宇宙の岩石）のうち最初の隕石が最も劇的な突入を見せた。この隕石はちょうど1年前の2021年9月5日に火星の大気圏に突入し、少なくとも3つの破片に爆発し、それぞれがクレーターを残した。

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場所を確認するため、NASA の火星探査機は推定衝突地点の上空を飛行し、白黒のコンテキスト カメラを使用して、表面の 3 つの暗い点を明らかにしました。これらの衝突点を特定した後、探査機のチームは高解像度画像科学実験カメラ (HiRISE) を使用して、クレーターのカラーのクローズアップ写真を撮影しました。隕石が火星の表面にさらにクレーターを残した可能性はありますが、それらは HiRISE で撮影された画像では小さすぎて見えません。

NASAは火星の隕石衝突の録音を公開した。隕石が大気圏に突入し、破片に爆発して地表に激突する際、スターウォーズ風の「ブーッ」という音が3回聞こえる。

「インサイトが衝突を検知するまで3年も待った後、あのクレーターは美しく見えた」と、論文の共著者で火星衝突の専門家であるブラウン大学のイングリッド・ドーバー氏はプレスリリースで述べた。研究チームは、他に3回の衝突があったことを確認した。1回は2020年5月27日、2回は2021年2月18日と8月31日である。

火星は太陽系の主要な小惑星帯のすぐ隣に位置しているため、研究者たちはなぜ火星でこうした隕石の衝突がもっと多く検出されていないのか疑問に思っていた。火星の大気は地球の約1%の厚さしかないため、より多くの隕石が崩壊せずに火星を通過する。

インサイトの地震計はフランスの宇宙機関、国立宇宙研究センター（CNES）から提供されたもので、これまでに1,300回以上の火星地震を検知している。CNESは、ドイツ航空宇宙センター（DLR）など、インサイトのミッションを支援するヨーロッパのパートナーの1つである。

この地震計は非常に感度が高く、数千マイル離れた場所から地震波を検出できる。2021年9月に火星に衝突した劇的な隕石は、衝突が地震波の原因であることが初めて確認された。インサイトのチームは、風や火星の大気の季節変化によるノイズが、他の衝突によるノイズを覆い隠している可能性があると考えている。科学者たちは、赤い惑星への衝突の地震シグネチャーが発見された今、インサイトの約4年間のデータの中に隠れているものがさらに見つかると期待している。

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科学者たちは火星の地震データを調べて、火星をより深く理解する手がかりを得ようとしている。火星の地震のほとんどは、熱と圧力によって地下の岩石が割れることによって引き起こされる。そして、その結果生じる地震波がさまざまな物質を通過する際にどのように変化するかを研究することは、科学者が火星の地殻、マントル、核を研究するのに役立つだろう。確認された4つの隕石衝突は、小さな地震（マグニチュード2.0以下）を引き起こした。これらの小さな地震は、科学者に火星の地殻を垣間見せる機会を与えてくれる。しかし、より大きな地震（2022年5月にマグニチュード5の地震が発生）からの地震信号は、科学者に火星のマントルと核についてより多くのことを伝えることができる。

これらの衝突イベントは、火星のタイムラインと歴史を精緻化する上でも重要となる。「衝突は太陽系の時計です」と、トゥールーズにある高等航空宇宙研究所のフランス人主執筆者ラファエル・ガルシア氏は声明で述べた。「さまざまな表面の年齢を推定するには、現在の衝突率を知る必要があります。」

インサイトのデータは、研究者が隕石が大気圏に突入し、地面に衝突したときに発生する衝撃波の軌道と大きさを分析するのに役立つだろう。「私たちは衝突プロセスそのものについてさらに詳しく学んでいます」とガルシア氏は言う。「今では、さまざまな大きさのクレーターを特定の地震波や音波と照合することができます。」

着陸機のミッションは急速に終わりに近づいており、太陽電池パネルにほこりが蓄積して電力が低下し、最終的には宇宙船の停止につながるだろう。NASAによると、停止時期を正確に予測するのは難しいが、最新の電力測定値に基づいて、エンジニアはインサイト着陸機が2022年10月から2023年1月の間に停止する可能性があると考えている。