大阪大学大学院理学研究科宇宙地球科学専攻・質量分析センターの寺田健太郎教授・横田勝一郎准教授、東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻の野津翔太助教らの研究グループは、月の希薄な大気イオン(外気圏に存在するイオン)の時間変化を詳細に解析することで、月外気圏の昼側に存在する炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)のイオンが主に太陽風によって生成されていることを明らかにしました。

また、C⁺/O⁺比の時間変動を解析した結果、流星雨の直後に月面大気が一時的に”炭素リッチ”な状態に変化する現象を世界で初めて発見しました。さらにN⁺/O⁺比との相関を調べたところ、月面には「窒素比（N⁺/C⁺比）の高い成分」と「窒素を含まない酸化炭素(CO or CO₂)由来」という、起源の異なる２種類の成分が存在することが明らかになりました。

従来は時間積算データの解析が中心であったため、各元素の日周変動は十分に捉えられていませんでした。今回、研究グループは、日本の月周回衛星「かぐや」に搭載されたイオン質量分析器が取得した長期データを、昼夜・位相ごとの分類と、マススペクトルのピーク分解を組み合わせることで、個々の元素の時間変動を詳細に議論できる新たな解析手法を確立しました。

これにより、将来の月面有人活動に不可欠な炭素・窒素・酸素といった生命必須元素の月面への供給・貯蔵・散逸プロセスの理解が大きく進展することが期待されます。

本研究成果は、英国科学誌「Nature Geoscience」に、２月２７日（金）19時（日本時間）に公開されました。