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星コラム「土星に関する歴史について」

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(C)NASA

🌟土星といえは、リングが特徴的で、初めて望遠鏡で観測した天文学者はみんな

その美しさに魅了されます。そのリングの虜のなって、探査機まで送り込んで、

謎を解き明かしたいという欲望へと変わってきたのです。

その道のりを簡単にまとめてみました。

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。
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。

このページの項目はこちらです。

土星の物語

🌟現在では探査機によって、他の惑星にもリングが発見されていますが、かつて

は、リングは土星の象徴のような存在でした。

初めて発見されたのは、17世紀です。そこから約250年ものあいだ、物理学者の

マクスウェルがリングの正体を突き止めるまで、謎のままでした。

土星の本体の特徴も、19世紀半ばまで、ほとんどわかっていませんでした。望遠

鏡の改良で性能が上がるたびに土星の周りの衛星や、リングの隙間のことが、少し

ずつ解明されてきましたが、土星系のその複雑な構造を、十分理解するまでには、

いたっていませんでした。

探査機の登場により、惑星間のミッションが実行され、土星の鮮明な画像なども

えられてきています。

土星の歴史

127年 宇宙の果て 古代には、当時知られていた5つの惑星の中でも、土星は特別な意味を持っていました。ギリシアのプトレマイオスは、地球を取り巻く透明な球体の、最も遠いところに土星が位置するとし、その先には恒星をちりばめた殻があるだけだと、考えました。
1610年 不思議な形をした土星 ガリレオ・ガリレイは、簡単な望遠鏡で土星の不思議な形を知り、土星には水差しのような取ってがついているか、2つの大きな衛星がその周囲を回っていると考えました。ガリレオは、リングが傾いた時期の土星を見ていたと考えられます。
1655年 リングの発見 オランダの天文学者クリスティーン・ホイヘンスは、自分で設計した高性能望遠鏡で、土星を観測し、その周囲を薄くて、平たい環がとり巻いているとの結論に達しました。同じ年に、土星最大の衛星タイタンもホイヘンスによって発見されました。
1675年 リングの分割 パリ天文台で、イタリア系フランス人天文学者ジョバンニ・カッシーニが、リング内部にくらい部分があることを確認しました。リングAとBの境界で、現在はカッシーニの間隙と呼ばれています。リングが複雑な内部構造を持つ可能性が浮かび上がりました。
1705年 2つの顔を持つ衛星 カッシーニは1671年以来、土星の同じ側にある衛星イアぺトゥースの観測を続けていましたが、この年、土星の反対側に移動した、この衛星がはるかに暗くなっていることの気がつきました。イアぺトゥースには進行方向に向いた暗い半球と、反対側の明るい半球があると、カッシーニは考えました。
1859年 リングの正体 ジェームズ・クラーク・マクスウェルによって、リングの正体が初めて明かされました。マクスウェルは数学の理論から、土星のリングは、硬い板状でも細いリングレットの集まりでもなく、それぞれが、独立した円形の軌道を回る無数の粒子でできていなければならないと結論づけました。
1933年 大白斑 イギリスの喜劇役者でアマチュア天文学者ウィル・ヘイが、土星に巨大な白い爆発の跡を発見しました。のちに1876年と1903年に現れた斑点と同じで、嵐によるものと確認されました。現在では、土星で繰り返し発生する最も顕著な気象状況と確認されています。
1979年 パイオニア11号 初の土星探査機です。土星から2万1000kmの地点を通過し、リングと大気によってもたらされる気象状況を撮影しました。当時としては、非常に詳細な画像を送ってきました。パイオニア11号は後年のボイジャーミッションのための飛行経路の調査も行っています。
1980年 初めて見るタイタン NASAの探査機ボイジャー1号が土星に到達し、軌道修正により巨大衛星タイタンに近づいて、初のクローズアップ画像を地球に送信しました。タイタンは分厚い大気に包まれていて、その下にある表面は見ることはできませんでした。
1981年 リングの構造 ボイジャー1号に8ヶ月遅れて、2号機が土星に到達しました。土星の主要な衛星全ての画像を撮影し、さらに個々のリングレットや、より暗い物質が放射状のスポークとなってリング全体を横切っていることなど、リング構造の詳細が明らかになりました。
2004年 フェーべへのフライバイ 探査機カッシーニが土星に到達し、周回軌道に乗りました。途中、謎に包まれた外衛星フェーべを接近通過し、多数のクレーターがある地表面の画像を送ってきました。画像は、フェーべが土星の重力に捕捉された彗星または小惑星であるとことを示しています。
2005年 ヴェールの奥 探査機カッシーニの赤外線装置は、衛星タイタンの、もやのような大気を貫き、その下にある地表の写真を、撮ることに成功しました。この画像から、液体メタンが地表を流れるなどの浸食作用によって、滑らかな地形ができたことが推定されます。
2005年 活動的なエンケラドゥス 小さくて明るい衛星エンケラドゥスに接近したカッシーニは、氷の粒子が空中数百kmもの高さに噴出するのを目撃しました。さらに調査した結果、衛星内部に潮汐力で、加熱される部分があり、そこからエネルギーの供給を受けて、活動する間欠泉が、南極付近の断層にあることがわかりました。
2005~2007年 タイタンの謎 2005年にホイヘンス(カッシーニ搭載の探査機)が降り立った、衛星タイタンの赤道付近は、一面の乾燥地帯でした。しかし、カッシーニのレーダーは極地周辺に湖の存在を捉えていました。2007年に、赤外線カメラが南極の湖(オンタリオ湖)から日光の反射を確認しました。
2010年 リングと小衛星 カッシーニからの画像によって、Bリングの外縁にある凹凸が、ほぼ平坦なリングの面に、影を落としている様子が確認されました。この垂直構造が頻繁に生まれたり、消えたりするのは、リング内に存在している、小惑星の重力の影響によるものと考えられます。
2011年 嵐のクローズアップ カッシーニが巨大大白斑の嵐の発達を記録しました。この嵐は、土星の北半球で発生し、地球の8倍を超える広さにまで成長しました。北半球に春が到来して、暖かくなることによって、引き起こされると考えられています。

(C)NASA

その後のカッシーニについてはこちらへ

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。

まとめ

🌟「土星」に関する歴史についてまとめました。

土星といえば「環」という感じのイメージですね。ただ遠くから眺めるだけでいい

なら、環が何でできているか気になりませんが、数学的理論からでもその正体を

解明しようとしていたのです。

宇宙では理論上の問題から、解決してゆく手がかりを、探すのは、今も、昔も変わ

らないのですね。

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