太陽系惑星について「土星の衛星」

(C)NASA / JPL-Caltech /宇宙科学研究所

土星の五重奏:この画像は、リングプレーンの真上から、リングの北側の日差し側に向かって見えます。一番左にヤヌス(179km、または111″)があります。パンドラ(81km、または50″の横断)は、Aリングの中央近くの薄いFリングの間を行き来します。明るい反射のエンケラドゥス(504km、または313″の横断)が画像の中心の上に現れる。土星の2番目に大きな衛星、レア(1,528km、すなわち949″)は、画像の右端によって二分されています。より小さな衛星のミマス(396km、または246″の横断)は、レアを越えて見ることができます。

土星の周りには、リングだけでなく、たくさんの衛星があります。

現在、確認されている数は65個です。

ごく一部ですが、簡単に紹介します。



土星の衛星について

内側の主な衛星は原始土星の周囲にできたガスと塵の円盤から

誕生したと考えられており、

外側の衛星は捕獲した天体だと考えられています。

土星の衛星のうち7個は、その重力によって

ほぼ地形を保つことができるほどの大きさがあります。

主な衛星は、ギリシャ神話の巨人にちなんだ名前が付けられています。

土星から近い順に「ミマス」「エンケラドゥス」「テティス」「ディオーネ」

「レア」「タイタン」「イアペトゥス」です。

その大きさは月の1.5倍もあるタイタンの5150kmから

小さいミマスの396kmと様々で、姿や軌道なども特徴のある

個性的な衛星ばかりです。

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レアが土星の後ろに沈む直前に、カッシーニが消えていく行為で衛星を捕らえました。部分的に不明瞭なレア(949″、または1,528km)は、左側テティス(665″、または1,071km)、右側のエンケラドス(314″、または505km)です。

衛星タイタン

土星の数ある衛星の中でも最も興味深いのは

惑星の水星よりも大きく、木星の衛星ガニメデに次ぐ、

太陽系で2番目の大きさの「タイタン」です

1655年に最初に発見されました。

気温マイナス180度、気圧1500ヘクトパスカル、

で太陽系の中で唯一、濃い大気を持つ衛星でもあります。

大気の主成分は窒素で、これは太陽系ではタイタンと地球だけです。

また、雲の下には、窒素の他に、メタン、エタン、エチレン、一酸化炭素、

二酸化炭素といった炭素化合物と水蒸気があることも確認されていて、

これらは、地球が誕生して間もない頃の環境と似通っているらしく、

もしかすると原始生命さえ宿っているのでは?

という期待も高まっています。

また表面は、数cmから十数cm大の氷や有機物の塊の石が,

ゴロゴロ転がっている荒れはてた様子がうかがえる画像が

撮られています。

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NASAのカッシーニは、惑星の巨大な衛星のタイタンのこの眺めを捕らえました。不思議なタイタンへの関心は、1980年代初めのボイジャーのミッションフライバイに続いて、カッシーニ=ホイーゲンスで土星に戻った大きな動機づけ要因でした。ヨーロッパの宇宙機関から供給されたカッシーニとそのフイゲンズ探査機は、科学者たちが期待していたほど衛星が魅力的であることを明らかにしました。

衛星エンケラドゥス

比較的小さな衛星です。

氷で出来たこの衛星は、木星の衛星エウロパとともに、

地球外生物が存在する可能性があるとされています。

土星と衛星ディオーネとの間の重力によって引っ張られ、

そのため、内部には摩擦と熱が生じています。

溶けた氷が表面から蒸気や水となって噴出し、

南極周辺に大規模な間欠泉が形成されています。

この間欠泉から、数百mの高さまで吹き上げている氷などが

土星のリングの一つ「Eリング」を形作る粒子の供給源になります。

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土星の衛星のエンケラドゥスは日差しを明るく映し出し、惑星とそのリングはこのカッシーニの景色を背景にしています。エンケラドスは常に新鮮な白い氷粒子で覆われているため、太陽系内で最も反射しやすい体の一つです。

その他の衛星

内衛星

土星の内側の衛星24個は、ほとんどが規則的な軌道上を運行しています。

土星の自転と同じ方向に動き、土星のリングと同一平面上に位置しています。

これらは、おそらく、土星が形成された時の残りの物質から出来たものと

考えられています。

この点が後で捕捉され、不規則な動きをする外惑星とは異なります。

この最も内側の衛星群は、土星のリングの中を周回し、

リングとリングの間の狭い隙間に位置して、

その重力でリングの形を保持し、「羊飼い衛星」とも呼ばれています。

パンドラとプロメテウス

小さな衛星パンドラは、幅の狭いFリングの外側にあって、

その双子衛星のプロメテウスはFリング内縁に、それぞれは

その位置での羊飼いの役目を果たしています。

無秩序な軌道変動により両者は互いに1400kmの距離まで

接近する場合があります。

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宇宙的な視線のように、エンペラドスとテティスはカッシーニのカメラにほぼ完璧に並んでいます。2つの衛星が並んでいるだけでなく、カッシーニから比較的近い距離でも、この画像の見かけのサイズは、エンケラドス(313″または504km)とテチス(660″または1,062km向こう側)。

エピメテウスとヤヌス

この小さな二つの衛星の軌道は非常に似通っています。

そのため、両者の間の重力作用により、4年ごとに軌道が得れ変わるという

現象が起きます。

テティスとテレストとカリプソ

テティスには一対のトロヤ衛星(テレストとカリプソ)があります。

同じ軌道上をテティスの60前方と60度後方を回っています。

テレスト

表面が非常に滑らかで明るい衛星でス。

Eリングに含まれる氷の粒子の中を運行するため、

絶えず「サンドブラストで磨かれた」状態になるためです。

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土星の最大の衛星のカラフルなタイタンは、惑星とそのリングの前を通ります。この画像は、リング面の真上から、リングの北側の日差し側に向かって見えたところです。

ディオーネとヘレネとポリデウケス

この三つの衛星は軌道を共有しています。

ディオーネの60度前方を周回するヘレネと、

60度後方を周回するポリデウケスです。

これらのいわゆるトロヤ衛星は、ラグランジュ点と呼ばれる、

土星との重力バランスのとれた安定した軌道を維持できるポイントに

位置しています。

レア

氷で覆われたこの衛星は、氷と岩石でできており、冷たく、

地質学的にも不活性な天体です。

土星からあまりにも離れすぎているために、

土星の潮汐力による熱が発生しません。

ヒペリオン

不規則な形のこの衛星は、タイタンに隣接した軌道を回っています。

元はもっと大きな衛星でしたが、大昔に衝突によって破壊され、

核の部分だけが、残ったという説もあります。

土星の衛星たちは、個性的な表面を持つものが多いのですが、

中でも氷衛星ヒペリオンはスポンジのように見えます。

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明るい反射の衛星のエンケラドゥスは土星のリングの前に現れますが、大きな衛星のタイタンは遠くに並んでいます。

風変わりな軌道も持つ衛星

イアペトゥス

他の主要な衛星からかなり離れた外側の軌道を回っています。

土星からの距離は平均で360万kmです。

外衛星

土星には38個の外衛星があります。

それらの軌道はまってく不規則で、混沌としています。

軌道の傾きと方向、土星からの距離によって

大きく3つのグループ分けができます。

この奏で最大の衛星はフェーべ(直径は約212km)で、土星の重力に捕獲された

小惑星「ケンタウルス族」だとされています。

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NASAのカッシーニ(Cassini)の最後の画像で、土星の活発な海洋の衛星であるエンケラドゥスは、巨大な惑星の後ろに沈んでいます。カッシーニの視点から氷の衛星が土星の後を通り過ぎるのに伴って、40分の期間にわたって撮影された一連の画像の一部です。

まとめ

太陽系惑星「土星」に引き続き「土星の衛星」を紹介しました。

簡単にまとめましたが、まだまだ解明されていない部分も多々あります。

カッシーニの研究結果次第では新しい発見があるかも知れません。

地球のすぐ外側を回る火星は、地球の直径の半分ほどの小さめの惑星です。火星は、太陽系惑星の中では、一番地球に近い環境があります。もちろん、水や生命の存在などは、まだ直接には見つかっていませんし、二酸化炭素を主成分とする大気は極端に薄く、人間にとっては馴染みにくい世界です。
太陽系の中で最も大き惑星の「木星」には67個もの衛星を持っています。中でも「ガリレオ衛星」と呼ばれる4個は一際大きく、「第3衛星のガニメデ」は惑星の水星を上回る大きさがあり、太陽系最大の衛星となっています。
海王星は太陽系にある8個の惑星の中で、最遠に位置しています。その公転周期は約165年です。1846年に発見されて、2010年に発見された位置から太陽を1周して同じ位置に戻ってきました。海王星は半径約25000kmで、天王星よりも少し小ぶりな氷惑星です。
淡い環を持つ横倒しの天王星、天体望遠鏡では見えませんが、天王星にはごく細い環があります。メタンの厚い雲に覆われているため、木星のようにはっきりとした模様は見られません。そして、赤い光を吸収してしまうため、全体に青っぽく見えます。
木星の直径は地球の11倍、体積はなんと1300倍も有ります。しかし、そんな巨体の割に体重は軽く、地球の318倍ほどしかありません。太陽系最大のジャンボ惑星なのに、体つきがひどくアンバランスなのです。
金星は水星についで、太陽に近い惑星です。地球からは、日の出前の東の空と、日没後の西の空に見ることができます。この時の金星はとても明るく見つけやすく、古くから「明けの明星、宵の明星」と呼ばれ親しまれています。
水星は、太陽系では一番内側を回る惑星です。このため、太陽の強烈な熱にさらされ続け、昼間の表面温度はなんと430度にもなります。逆に夜の側はマイナス180度にも下がります。
美しく神秘的な輪を持つ土星は、その正体は木星と同じガス惑星で、地球の直径の10倍もありながら、とても軽いので、もし、土星を入れることのできる巨大なプールがあれば、土星は水面にプカプカと浮いてしまうだろうと言われています。

グランドフィナーレを迎えるカッシーニについて少しまとめてみました。功績は数知れず、まだ研究途中のものもたくさんあって、これから長い時間をかけてカッシーニの栄光は語り継がれることでしょう。最後まで、そのミッションを見届けてほしいです。
太陽を中心として、8個の惑星、1個の準惑星、その他の小天体からなる仲間の総称です。太陽系の8個の惑星はほぼ円形に軌道を巡っています。太陽から近い順番に、「水星」「金星」「地球」「火星」「木星」「土星」「天王星」「海王星」その外側に準惑星の「冥王星」があります。
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