[記事公開日]2016/05/03

土星(英語名サターン)は輪(リング)が特徴の惑星で衛星タイタンやエンケラドスに生命の可能性

土星と主要な衛星(ディオネ、テチス、ミマス、エンケラドス、レア、 タイタン)。

1980年にボイジャー1号が撮影した写真の合成

土星(英語名サターン)は、太陽系の中で2番目に大きなガス型惑星

土星は、太陽から6番目の惑星であり、太陽系の中では木星に次いで2番目に大きな惑星であり、地球の約9倍もあります。

太陽を1mの球だとすると、土星は野球のボール くらいの大きさになります。

土星は英語でサターン(Saturn)と言いますが、英語名のサターン(Saturn)はローマ神話の神であるサートゥルヌスを由来としており、天文学のシンボルは、その鎌を表す(♄)です。

土星は巨大ガス惑星(木星型惑星)であり、木星に次いで大きな惑星で地球の約9倍もあり、質量も木星に次いで重く、地球の約95倍もあります。

しかし、『太陽系の惑星は木星・土星・海王星・天王星・地球・金星・火星・水星の順に重い』、こちらの記事の中でも書きましたが、土星の密度は太陽系の惑星の中では一番低く、地球の1/8程しかなく、水の約0.7倍程度なので、水に入れるとぷかぷか浮いてしまう程だと言います。

つまり、土星の中はスカスカで水よりも軽いので、プールがあったらぷかぷか浮いてしまう程だということなのです。

実際には上の大気がとても薄いのであり、中心部は岩石や水の核でできているようです。

土星の内部構造は、同じガス型惑星である木星と成分が似ています。

土星の中心部には岩石の核があり、その上に氷の外核があり、それを液体金属の水素の層が取り巻いています。

外側の層は、液体から気体の水素が取り巻いていて、一番外側は大気で覆われています。

土星の大気は水素96%、ヘリウム3%、メタン0.0045%、アンモニア0.0001%となって います。

土星は、地球に生命が誕生する前の成分にも似ているそうですが、太陽から遠い位置にあるので、太陽から受け取る熱は地球の1/100ととても少なく、とても寒い惑星です。

 

太陽系の宝石惑星と呼ばれる土星の美しい輪(リング)は1億年前に誕生

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土星は、美しい輪(リング)を持っていることが特徴であり、太陽系の宝石とも呼ばれます。

美しい輪(リング)は、20万kmもの幅を持つにも関わらず、たった数十~数百mの厚みしか持たないそうです。

輪(リング)の温度はマイナス180度前後です。

そして、輪(リング)は公転周期に合わせて、地球から見た時の傾きを変化させるのだと言います。

土星の美しい輪(リング)は、一枚板のように見えますが、実際には、大きく分けると8つに分けられます。

A~G環(リング)と名付けられたものと、NASAの探査機「カッシーニ」が見つけたR/2004S1があります。

そして、一枚板のように見える土星の美しい輪(リング)は、実際には無数のリングが集まっているので、1本のリングも無数のリングが集まったものだと言います。

土星の輪(リング)は、氷の粒などからできているので、大きな輪(リング)に見えるのは、細い輪(リング)が集まってできているようです。

輪(リング)によって氷の粒の大きさが違い、わずかに岩が含まれているようですが、これは、土星が誕生した時に、土星に近づきすぎてこわれてしまった衛星のかけらではないかと考えられています。

土星の輪(リング)は幅20万kmもあるのに薄く、内側にいくほどに薄くできており、内側にあるA環(リング)ではわずか10~30mと言われています。

輪(リング)と輪(リング)の間は、「エンケの間隙(かんげき)」や、「カッシーニの間隙(かんげき)」と言うように、発見者の名前が付いています。

「カッシーニの間隙(かんげき)」は、外側に黒い筋のように見える輪(リング)のない部分で、1675年フランスの天文学者カッシーニがそれを発見したため、「カッシーニの間隙(かんげき)」と呼ばれます。

また、美しい輪(リング)を持つことで知られる土星ですが、土星は公転面に対して26.7度傾いているので、時期によって美しい輪(リング)の見え方も変わるのだと言います。

見るたびに土星の輪(リング)が広く見えたり、細く見えたりするということであり、地球から見て、真横の角度になると、ほとんど見えなくなってしまうそうです。

そして、『土星の輪(リング)の1億年前の誕生をNASAの探査衛星カッシーニの観測データから研究』、こちらの記事の中でも書きましたが、最近、土星の輪(リング)が誕生したのは、わずか1億年前だったとする研究がアメリカで発表されました。

土星が誕生したのは、約45億年前とされていますが、土星の輪(リング)ができたのは、土星誕生よりも大幅に新しく、約1億年前のことのようです。

この研究は、民間の研究組織「SETI研究所」(カリフォルニア州)などの研究チームが専門誌アストロフィジカル・ジャーナルに論文を発表したものであり、研究チームは、NASA(アメリカ航空宇宙局)の土星探査機「カッシーニ」の観測データから、エンケラドスやレアなど土星に比較的近い複数の衛星の軌道を詳しく分析したとのことです。

そして、コンピューター解析で現在の衛星の配置がどのようにできていったかを再現したところ、これらの土星の衛星や輪(リング)は、約1億年前にできた可能性が高いことが判明したのだと言います。

「SETI研究所」などの研究チームは、土星の周りにもともとあった複数の衛星が時間が経つにつれて衝突して破壊され、その破片から現在の輪(リング)や衛星ができたと推測しているようであり、謎が多かった土星の輪(リング)の起源に迫る成果と言えるもののようです。

 

土星は60個以上の衛星を持ち、タイタンやエンケラドスには生命の可能性

土星は、知られている限り、今現在60個以上の衛星を持っており、そのうちの53個には固有名詞が付いてます。

これには、輪(リング)の中に存在する何百という小惑星(ムーンレット)は含まれていません。

そして、土星の衛星の中には、個性豊かな衛星がたくさんありますが、その中でも、特にタイタンやエンケラドスには生命の可能性があるとされています。

『太陽系で生命がいそうな惑星は火星で衛星では木星のエウロパや土星のタイタン・エンケラドス』、こちらの記事の中でも書きましたが、土星の衛星であるタイタンやエンケラドスは今、生命の可能性がある衛星としてかなり注目を集めているようです。

★土星最大の衛星タイタンには生命の可能性

タイタンは土星最大の衛星ですが、太陽系全体でも木星のガニメテに次いで2番目に大きな衛星であり、水星よりも大きく、半径が2575kmもあります。

そして、衛星としては太陽系でただ一つ有意な大気をまとっており、上空200kmくらいまでは厚い大気で覆われているようです。

大気圧は約1.6気圧で、窒素を主成分とした大気を持っています。

土星の衛星タイタンには、窒素を主とした厚い大気があり、「カッシーニ探査機」により、メタンの霧雨が降っていることや、メタンらしい液体の海があることが確認されています。

タイタンの大気や地殻には、有機物が多く含まれていると言います。

地球では気体であるメタンやエタンが、タイタンでは温度が低いため液体になっているそうです。

それらが蒸発して雲になり、また雨となって地上に降って海や川になる、という循環が起きていることが分かったようです。

こうしたことから、有機物が集まって、生命が生まれる可能性があると考えられています。

タイタンの大気の組成分が地球の原始大気に似ているので、タイタンを探査することで原始生命の謎を解くカギが得られるかも知れないとも期待されているようです。

★エンケラドスは太陽系で最も高い反射率90%の天体で生命の可能性

エンケラドスは、太陽系で最も反射率が高い天体であり、90%の反射率があり、大変明るく見えると言います。

このエンケラドスも、タイタンとともに、生命の可能性があると言われています。

土星の衛星エンケラドスの南極付近の地下には、液体の水で出来た地底湖が存在するらしいということを、「カッシーニ探査機」が観測しています。

エンケラドスの表面は氷ですが、その下には海があると考えられているのです。

水の海があれば、生命が生まれている可能性もあります。

「カッシーニ探査機」は、エンケラドスには相当の大気があることも確認しています。

★テチス、テレスト、カリプソという3つの衛星は同じ軌道を回っている

テチス、テレスト、カリプソという3つの衛星は同じ軌道を回っており、テチスを真ん中にしてテレストとカリプソが前後60度の「ラグランジュポイント」に存在していると言います。

『地球と月のラグランジュポイントが月軌道上2箇所にありスペースコロニーの候補地』、こちらの記事の中でも書きましたが、前後60度の場所は「ラグランジュポイント」と呼ばれ、天文学的に安定な位置とされています。

★ヤヌス、エピメテウスという衛星は、衝突するほど接近すると軌道を交換し合う

ヤヌス、エピメテウスという2つの衛星は、衝突する程接近した軌道を持っているにも関わらず、決して衝突しません。

ヤヌス、エピメテウスという衛星は、衝突するほど最も接近した時にお互の軌道を交換し合い、衝突を避けるのだと言いますから、とてもユニークです!

★ミマスという衛星には、衛星自体の1/3の大きさを持つ巨大なクレーターがある

ミマスという衛星には、衛星自体の1/3の大きさを持つ巨大なクレーター「ハーシェル」が存在しています。

普通であれば、天体に対するクレーターの大きさが1/3以上にも達する衝突を受けると、衝突された天体も破壊されると考えられていますが、ミマスという衛星は、破壊寸前のところでギリギリ生き残ったようです!

生命の可能性があるとされるタイタンやエンケラドスを始めとして、60個以上ある土星の衛星の中には、個性豊かなユニークな衛星がたくさんあるようですね。

 

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