宇宙

月はなぜ裏側を見せない？地球との関係

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自転と公転が、同じ約27.3日

月は、自分でくるりと回る「自転」をしながら、地球の周りを回る「公転」もしています。自転にかかる時間は約27.3日で、公転にかかる時間も同じ約27.3日です。

NASAは、月が自転にかける時間は、地球を1周する時間と「ちょうど同じ」だと説明しています。2つの時間が一致するため、地球から見える面はいつまでも入れ替わりません。

満ち欠けを追うと、新月から次の新月までは約29.5日です。月が地球を1周する間に、地球も太陽の周りを進むため、太陽との位置関係が元に戻るまで2日あまり余計にかかります。

部屋の中で確かめる方法

「回っているのに同じ面を向ける」と聞くと、月は自転していないように思えます。いすを1脚使うと、自転していることを体で確かめられます。

1. 部屋の真ん中にいすを置き、地球に見立てます。
2. 自分が月になり、いすに顔を向けたまま、いすの周りを1周歩きます。
3. 歩きながら、自分の顔が部屋のどの壁を向いているかを確かめます。
4. 次に、顔をずっと同じ壁に向けたまま、いすの周りを1周します。

1回目は、いすから見るとずっと顔だけが見えています。それでも、顔は部屋の4つの壁を順に向いたはずです。つまり、1周する間に体も1回転しています。これが「公転1回につき自転1回」の状態です。

2回目は、いすから見ると背中や横顔も見えます。もし月が自転していなかったら、地球からは裏側も見えることになります。

夜空で確かめる方法

本物の月でも、同じ面が向いていることは簡単に確かめられます。日本で「うさぎの餅つき」に見立てられる黒い模様は、季節が変わっても位置が変わりません。

1. 上弦の月の頃から満月まで、1日おきに月を見て、黒い模様の形をスケッチします。
2. 月の縁に近い模様やクレーターが、縁からどのくらい離れて見えるかを書き込みます。
3. 1か月ほど続けたら、スケッチを並べて比べます。

模様の並びは毎回同じです。ただ、よく見ると縁の近くの模様が、縁に寄ったり離れたりしているはずです。これは「秤動（ひょうどう）」という見かけの揺れで、月が首を振るように見えます。

秤動が起きる理由は2つあります。月の軌道は少しつぶれた楕円で、公転の速さが場所によって変わります。一方で自転の速さは一定なので、左右に最大で約7.9度ずれて見えます。さらに、月の自転軸が傾いているため、上下にも最大で約6.8度ずれます。この揺れのおかげで、地球からは月の表面の約59％を見ることができます。

NASAは、2026年の1年間の月の満ち欠けと秤動を、1時間ごとに再現した動画を公開しています。自分のスケッチと見比べると、揺れの様子がよく分かります。月の見かけの大きさも、地球に最も近いときと遠いときで最大14％変わります。

時間をそろえたのは、地球の重力

NASAの説明によると、生まれたばかりの月は今より速く自転していました。地球の重力に引っ張られ、月はラグビーボールのようにわずかに伸びた形にゆがみます。

月が速く自転すると、このふくらみは地球の方向から少しずれます。すると地球の重力がふくらみを引き戻そうとし、回転を遅らせる力として働きます。自転がだんだん遅くなり、公転と同じ速さになった時点で、ようやく安定しました。これが潮汐ロックです。

重力のやりとりは今も続いています。アポロ11号、14号、15号が月面に置いた反射鏡にレーザーを当てて距離を測った結果、月は1年に約3.8センチメートルずつ地球から遠ざかっていると分かりました。

潮汐ロックは、月だけの現象ではありません。NASAによると、太陽系の大きな衛星は、すべて惑星に対して同じ面を向けています。冥王星とその衛星カロンは、互いに同じ面を向け合っています。

見えない裏側は、どんな顔をしているのか

人類が初めて裏側を見たのは1959年10月です。ソ連の探査機ルナ3号が撮影に成功し、画像を地球へ送りました。写っていたのは、表側よりもクレーターが多い地形でした。ルナ3号は、カザフスタンのバイコヌール宇宙基地から打ち上げられ、月に届いた3機目の探査機です。この写真で見つかった黒い平原の1つは、のちに「モスクワの海」と名づけられました。裏側には、ロケット研究の先駆者にちなむツィオルコフスキー、小説家にちなむジュール・ヴェルヌといった名前のクレーターもあります。

裏側の地殻が厚い理由には、いくつかの説があります。その1つは、生まれたばかりの月が今の約15分の1の距離にあったことに注目します。熱い地球に面した表側は長く溶けたままで、先に冷えた裏側に、アルミニウムやカルシウムを含む成分が集まって地殻が厚くなった、という考え方です。

別の説は、熱を出す放射性の元素が表側の地下に多く集まった点に注目します。高温の実験では、こうした元素がある場所では、表側の地殻の下で裏側の4〜13倍のマグマができうると示されました。直径約2600キロメートルの南極エイトケン盆地は、地殻が深く削られた巨大な盆地なのに、底のうち溶岩の平原に覆われているのは3〜4％だけです。地殻の薄さだけでは、海の偏りを説明しきれないことが分かります。

裏側の探査も進んでいます。中国の嫦娥4号は2019年1月、初めて裏側への着陸に成功しました。2024年6月には嫦娥6号が、裏側の南極エイトケン盆地で採った試料1935.3グラムを地球へ持ち帰っています。

表側と裏側の違いは、写真を並べて見るといっそうはっきりします。月の満ち欠けや、太陽系の中での月の位置を図で確かめるなら、宇宙の図鑑が役に立ちます。

よくある疑問

月の裏側は、ずっと暗いのですか？

暗くありません。裏側にも、表側と同じように昼と夜が約2週間ずつ訪れます。新月のとき、地球から見える面は夜で、裏側が昼にあたります。「暗い」のではなく、地球から「見えない」面だと考えると分かりやすくなります。

月はこの先も、地球から離れ続けるのですか？

離れ続けますが、そのペースはゆっくり落ちていくとNASAは説明しています。月が遠ざかるのと同じ潮汐のやりとりで、地球の自転も少しずつ遅くなっています。月が同じ面を向けているのは、地球と月がお互いに影響を及ぼし合ってきた結果です。

まとめ

月が裏側を見せないのは、自転と公転がどちらも約27.3日でそろっているからです。地球の重力が長い時間をかけて月の自転を遅らせ、潮汐ロックの状態にしました。秤動による揺れのおかげで、地球からは表面の約59％が見えます。残る約41％の裏側には、海がほとんどない、クレーターだらけの高地が広がっています。

今夜、月が出ていたら、うさぎの模様をスケッチしてみてください。1か月後にもう一度描けば、同じ面が向き続けていることと、縁の模様のわずかな揺れの両方を、自分の目で確かめられます。

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