科学

惑星リングの誕生! 地球の10倍巨大なガス惑星「土星」の神秘をのぞいてみる

2024-11-06

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今回は土星に関する話題です。晴れていたら今晩(今日)、ぜひ南の空を見上げてみてください。土星が見えるはずです。11月10日には月のすぐ左側(東側)、12日には月のすぐ右側(西側)で光っているので、すぐに見つけられるでしょう。1等星とほぼ同じ明るさですが、月よりは暗いので、注意深く見上げてください。

土星というと、リング(輪)が本体を取り囲んでいることは皆さん、よくご存知ですよね。しかし肉眼で見るには限界があります。望遠鏡が必要です。特に上の画像を見てください。リングには細い縞模様があるのがわかります。リングはこのような細い縞がいくつも重なっているのでしょう。下の画像は3Dプリンターで作成した模型です。上の画像と見比べて、少しリングが大きく見えますね。ちなみに土星のリングには幅があるのですが、リングの外側と内側は暗いので、画像には映っていないのです。

なお天王星にも同じようなリングが存在することが知られています。木星や海王星にもリングがあるのですが、土星や天王星のリングと比べると薄暗いのです。画像を見てもよくわかりません。

無数の水惑星が高速度回転

リングの正体は一体何でしょうか? 平らいったい何のこと? いえいえ、リングは無数の小さな水(と岩石)の破片です。大きなものだと数メートルほどの大きさまで数多く回っていることでしょう。石塊サイズや自動車サイズの破片が土星の周りを整然と高速度回転しており、地上からはリングとして見ることができます。

さて地球と土星、どちらが違うか、考えてみてください。土星は、地球にはないリングを持っているということはすぐわかりますが、果たしてどんな違いがあるでしょうか。土星(本体)は地球の約10倍の大きさです。それから生じる物質が違います。土星は水素やヘリウムといったガスの巨大な塊に包まれています。そのため巨大ガス惑星と呼ばれています。なあ土星の中心部には、岩石や金属からなる中心核があると推測されていますが、直接見ることはできません。

またこのように新たな生命体が進化していくのは、木星や海王星と同様の進化経路にありますが、例えば重力の強い土星本体では大気の循環が極端になり、圧縮されているため、複雑な気象現象が生じることがあります。これは非常に興味深い問題ですね。

3Dで制限されない天文学

さて、土星の周りのリングの大部分も、同様に岩石の破片が衝突・合成されてできたと考えられています。しかし、土星のすぐ近くでは、岩石の破片は衝突・合成でできないのです。土星の引力(ちょっとだけ)ためです。重力といいますと、地球の満潮・干潮を引き起こす力のことです。

たくさんの小さな星を引き寄せ破壊する影響があります。なので、土星周辺の環境は、リング形成の一つの要因だと考えられています。実際、土星のリング形成に関する最新の研究結果が発表され、太陽系の形成や進化の過程を解明する上での新たな手掛かりが得られるでしょう。

このようにリングがどのように形成されているのかは謎が多く、科学者たちは解明への道を模索しています。今後も土星の研究や観測方法が進むにつれ、さらに新たな発見があるかもしれません。