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土星の真実と謎 ~巨大な環持つ惑星~ 

土星の真実と謎 ~巨大な環持つ惑星~  惑星
土星の真実と謎 ~巨大な環持つ惑星~ 

 

「土星」と聞いて、何を思い浮かべますか?やはり、あの特徴的な「リング」と答える人が多いのではないでしょうか?市販されている望遠鏡でも観測でき、老若男女に親しまれている天体です。

しかし、リング以外についても研究は進んでいます。土星の衛星には「生物がいてもおかしくない環境」だということが、分かり始めてきました。

今回は土星の基礎知識と4つの衛星についてまとめました。情報を知った上で宇宙を眺めれば、これまで以上に胸が躍ることでしょう。 

 

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木星に似ている?土星の特徴

土星の直径は約116,464kmで、地球の9.5倍です。太陽系惑星では木星に次いで2番目の大きさです。運が良ければ夜の街中でも見られます。「南の空にあるクリーム色に輝く星」と覚えておくとわかりやすいでしょう。 

 土星は地球から約12億km〜15億km離れています。軌道によって異なるので、一定ではありません。土星と地球の電波でやりとりをするには、83分程度を要すると言われています。1997年に地球から打ち上げられた土星探査機「カッシーニ」は、到着するまで7年弱かかりました。遠く離れているため、現在も多くの謎に包まれています。 

 構成は、木星と同じくガスがほとんどで、「木星型惑星」とも呼ばれています。主な成分が、水素96%、ヘリウム3%、少量のメタンとアンモニア・アセチレンなどで出来ています。 

 太陽からは14億kmと離れており、なかなか熱が届きません。表面温度は、かなり低くマイナス180度とも。しかし、内部に進めば進むほど気温は高くなります。ガスが渦巻いているため強い気圧が発生し、温度も上昇しているのです。雲の最下層では、50度をも超えます。 

 2006年11月、「カッシーニ」の撮影データから、土星の南極に嵐を発見しました。地球以外の太陽系天体で、台風の目が発見されたのは初めてでした。大気の流れが激しく、気温について一概には言えません。まだまだ研究が必要なのです。 

昔から人気を集めている「土星の輪」

土星といえば、最大の特徴であるリングです。1610年、イタリアの天文学者である ガリレオ・ガリレイが土星を観測しました。 

 しかし、当時の望遠鏡は性能が良くなかったため、正確に把握できませんでした。3つの星が集まったように見えたので、「耳がある」とスケッチにメモをしたようです。 

 その40年後の1655年、望遠鏡の性能が格段に上がりました。オランダの天文学者・クリスティアーン・ホイヘンスが改めて観測したところ、耳ではなくリングだと分かったのです。氷や岩石の粒が無数に集まり、ディスクのように土星のまわりに存在しています。環の厚みは最大で約1km、薄い部分で10m 〜 20m程度です。天文学的には かなり小さい数字です。ガリレオ・ガリレイがリング状だと気付かなかったのも無理はありません。 

 1675年には、フランスの天文学者ジョバンニ・カッシーニが、複数の細い環で成り立っていることも発見しました。発見された順番に、アルファベット A、B、C、の名前が付けられました。A、B、C・・・と、宇宙の名称としては、少々味気ないですね。 

 A環とB環の間にある隙間は、発見者の名前から取って「カッシーニの間隙(かんげき)」と呼ばれています。別称は「カッシーニの空隙(くうげき)」、「カッシーニの隙間(すきま)」。ちなみに、それぞれのリングは独立し、異なる速度で土星のまわりを回っているようです。 

 「土星の輪」が、どのように出来たのか いまだに定かではありません。説としては、土星の衛星が箒星(ほうきぼし)などで破壊された、土星が誕生する際に、衛星が衝突した などがあります。自転軸が傾いているため、見るたびに土星の環が太く見えたり、細く見えたりします。観測場所や時間によって異なる表情を見せてくれるところが、長年愛されている所以かもしれません。 

 

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衛星「タイタン」には湖がある

土星には衛星が多く、現在64個を確認しています。そのうち53個に正式名称が付けられています。衛星「タイタン」は衛星の中で最も大きく、直径約5,150kmです。水星よりも大きいと言えば、その巨大さが伝わるでしょうか。1655年3月25日に、クリスティアーン・ホイヘンスによって発見されました。 

 表面は濃い大気に覆われ、太陽系内では珍しく窒素で97%を占めています。陸にはメタン・エタンなどの川・湖が存在し、生命が存在する可能性は高いと考えられています。「タイタン」の北半球には、メタンを主成分とする、深さ100メートル以上の湖があります。 

 米カリフォルニア工科大学のマルコ・マストロジュゼッペ研究員らが発見しました。気温が低いこと・二酸化炭素が欠如していることから、生命の存在を否定する学者もいます。 

衛星「エンケラドゥス」には生物が存在する?

衛星「エンケラドゥス」も、各国の研究者から「地球外生命がいるかもしれない」と注目を浴びています。1789年に天文学者ウィリアム・ハーシェルにより発見された衛星です。直径は498kmながら、熱源を持っています。 

土星探査機「カッシーニ」が2005年に間欠泉を発見し、凍った表面の下には水があることを裏付けました。2008年3月の観測では有機物が存在することも確認されました。つまり、生命に必要な熱源・液体・有機物の3つの要素が全て揃っているのです。

ウィーン大学で単細胞微生物を研究する、ジーモン・リットマン氏は、このように言及しています。「エンケラドゥス上に生命がいるとしたら、タノサーモコッカス・ オキナウェンシスのような微生物だろう。」この聞き慣れない名前の微生物は、メタン生成古細菌の1種で、「エンケラドゥス」の氷の下でも生き永らえるといいます。人の形をしていなくとも、生命には違いありません。 

 

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衛星「レア」は酸素を保有

衛星「レア」の直径は約1,528km、土星の衛星の中では「タイタン」に次ぐ大きさを誇ります。密度が低く、ほとんどが氷だと考えられています。表面は平坦な地形とクレーターのある地形に分かれており、小惑星の衝撃があったのではと予測されています。 

生物が存在するかという観点では、酸素を含めた大気の存在は確認しています。ただ、濃度は薄く、厚さは100km未満ということですから、人類は住めません。 

衛星「ミマス」は隠れファンが多い?

衛星「ミマス」は表面が特徴的です。直径は398kmと小柄ながら、直径130kmという大きなクレーターが観測できます。「ミマス」の直径の3分の1の巨大なサイズです。1789年に天文学者ウィリアム・ハーシェルによって発見されました。 

この情報を聞いただけでは、親しみが湧かないかもしれません。質問ですが、SFまたはゲームは好きでしょうか。「ミマス」を語る上で、印象的なエピソードが2つあります。 

1つめは映画『スター・ウォーズ』です。土星探査機「カッシーニ」が撮影した画像では、向かって右側に大きな穴・クレーターがはっきりと写っています。この「ミマス」の外見は、『スター・ウォーズ』に登場する宇宙ステーション「デス・スター」にそっくりなのです。報道や研究機関でもよく言及されています。 

2つめは有名ゲームキャラクター『パックマン』です。2010年にNASAが公開したデータが起因です。「ミマス」の表面温度分布図が奇妙で、『パックマン』が口を開けている姿に似ているのです。画像で確認できる境界線がくっきりとした理由は謎だそうです。 

『スター・ウォーズ』と『パックマン』、地球と遠く離れた場所でこんな共通点があるとは面白いですね。 

 

いかがでしたか?
この話を聞くまでは、「土星はリング」という印象が強かったと思います。しかし、土星は環だけではありません。興味深い話は盛りだくさんです。生命の可能性を秘める衛星「タイタン」・「エンケラドゥス」。酸素が発見された「レア」に、親しみやすい「ミマス」。これからも世界中から注目されることでしょう。土星、そして衛星の探査結果を楽しみに待ちましょう。 
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