科学大好き!アイラブサイエンス!最近気になる科学情報を、くわしく調べやさしく解説!毎日5分!読むだけで、みるみる科学がわかる!
初心者・中高年の方でも安心なお仕事です  京都きもの市場 @美容整形 CPI VPSスケーラブルプラン

 土星の輪で巨大津波?
 NASAの発表によると、土星探査機カッシーニの最新観測データから、土星の環のC環で氷粒子の“巨大津波”が周期的に発生している事実が明らかになった。土星最大の衛星タイタンの引力作用が引き起こしているという。今後、30年近く解明が待たれてきたC環の間隙の形成過程が解明されるかもしれない。

 NASAの無人探査機ボイジャー1号がフライバイ(接近通過)を行った1980年11月、C環の波打ち現象が初めて観測された。このときは無線データから推定幅15キロほどの間隙が確認されたが、不思議なことにそれ以降に撮影されたC環の画像からはこのような幅の広い間隙が見つからなかった。
 Saturn

 現在ではNASAの土星探査機カッシーニの画像から、この間隙が実際に存在することが既に確認されている。

 もっとも、カッシーニが捉えた環の波打ち領域や間隙は不明瞭で判別が難しい。そこで観測チームは、環の背後を通過する恒星の光を利用するという間接的な方法で間隙を観察した。

 輪の間隙が消えた!
  「懐中電灯を持った人が柵の向こう側にいて、こちらに光を向けながら柵と平行に移動する様子を思い浮かべてほしい」と、コーネル大学の天文学者フィル・ニコルソン氏は説明する。「土星の環の背後を移動する明るい恒星が発した光は、環の物質が密集する領域には遮られるが、間隙では通過する」。

 カッシーニが複数の角度から観測して得た最新データによれば、間隙の幅は約500メートルとわかった。以前の推定より大幅に狭い。ニコルソン氏によれば、ボイジャー1号は環を斜めのアングルから観測したため、幅が実際よりも広く見えたのだという。

 さらにカッシーニのデータの半数で、この間隙が何かに遮られているような状態が観測された。「柵の隙間が支柱に変わってしまったかのようだ」とその様子を同氏は例えている。

 最新の観測データから判断すると、間隙の片側に氷粒子がせり上がって複数の壁のようになったため、角度によってはその間隙が見えなくなるのではないかと推測する。

 また、それぞれの壁のせり上がり方は「地震断層から伝播する津波に似ている」と指摘する。「ただし津波といっても、高さが1600メートルもある巨大なもので、1時間に約10メートルと速度も非常に遅い」。

 タイタンと周期が一致
 土星の環には複数の間隙が見つかっているが、環の中に軌道を持つ小さな衛星の周回に伴って、微少な環の構成物質が軌道上から排除された跡だと考えられている。だが、今回“津波”が観測されたC環をはじめ一部の間隙には衛星が見つかっておらず、その形成過程は依然謎のままである。

 ただし、環で発生した“津波”の周回周期が衛星タイタンの公転周期16日に一致することが研究で指摘されている。このような相関関係から、今回観測された“津波”はタイタンの引力が及ぼす結果ではないかという推測が成り立つ。

 コロラド大学ボルダー校の天文学者ラリー・エスポジト氏の説明によると、環を構成する微粒子の集合体のうち、土星を周回するタイタンの重力場と同じ速度で移動する(タイタンと共鳴状態にある)部分には、タイタンの引力が作用する可能性が高いという。

 土星の環について同氏は、「間隙形成の原因が共鳴状態にあるという説は数十年前からあるが、今回の観測データによって裏付けられた」と話している。(National Geographic News October 8, 2010)
 
 美しい土星の輪はどうやってできた?
 環は土星の赤道から 6,630 km の距離から 120,700 km の距離まで広がっており、シリカや酸化鉄、氷の粒子などで構成されている。粒子は細かい塵状のものから、小さな自動車程度の物まで様々である。

 土星の環の起源については有力な説が2つある。一つは19世紀にエドゥアール・ロシュが唱えた説で、土星の衛星が土星に近づきすぎて潮汐力によって破壊されたというものである。この前提として、破壊された衛星に彗星や小惑星が衝突したとされている。

 もう一つはリングの構成物は元々衛星ではなく、土星形成時の星雲の成分がそのまま外に残った物という説である。後者で形成された場合、土星の環は数百万年も形状を維持できるほど安定していないため、この説は今日ではそれほど広くは受け入れられていない。

 輪の種類と間隙
 土星の環は内側から順にD環、C環、B環、A環、F環、G環、E環があり、F環、G環はよじれた構造をしている。

 地上からの観測では、土星の輪は3つに分かれることがわかる。外側からA環、B環、C環と名づけられていた。A環とB環の間にはすき間があり、カッシーニの間隙とよばれている。またA環の内部にもすき間があり、エンケの間隙とよばれている。

 ボイジャー探査機によって、C環の内側にさらにうすい輪があることがわかり、D環と名づけられた。また、A環の外側にはF環、G環、 E環が発見された。F環はひものように細い輪である。G環と E環もかすかなうすい輪で、E環は土星の中心から40万km以上の空間にまで広がっている。

 これらの複雑な構造は、土星にある多くの衛星の副産物と考えられる。また、衛星の運動以外では粒子同士の重力的共鳴現象によって環を形作っていると考えられる。

 環の厚さはその大きさに比べて非常に薄く、特に内側ほど薄い。各環の中央部の厚さは不明であるが、端部ではC環が約5m、B環が5~20m、A環が10~30mである。仮に土星本体の直径を10mとして模型を作ったとすると、環の厚さは数μm程度となる。なお、G環の厚さは100km、E環は1万kmと推定されている。(Wikipedia)

 

参考HP Wikipeia「土星」 「土星の衛星と輪」・理科ネットワーク「太陽系図鑑 土星」・ナショナルジオグラフィック「土星の輪で巨大津波を発見

太陽系惑星の謎を解く
池内 了 監修,渡部 好恵
シーアンドアール研究所

このアイテムの詳細を見る
最新探査機がとらえた火星と土星―水と生命の証拠を求めて/タイタンとリングの謎に挑む (ニュートンムック)

ニュートンプレス

このアイテムの詳細を見る

ブログランキング・にほんブログ村へ 人気ブログランキングへ   ←One Click please