惑星の衛星の数は?
 月は地球のたった1つの衛星だが、太陽系の他の惑星は衛星を何個持っているのだろうか?

 内惑星である水星や金星は衛星を持っていないが、他の惑星は衛星を持っている。また、準惑星の冥王星などにも衛星がある。以下に主なものを、まとめておく(2009年3月現在)。

 火星(2個)…フォボス、ダイモス、木星(63個)…イオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト、アマルテア、ヒマリアなど、土星(64個)…ミマス、エンケラドス、テチス、ディオネ、レア、タイタン、ハイペリオン、イアペタスなど、天王星(27個)…アリエル、ウンブリエル、タイタニア、オベロン、ミランダなど、海王星(13個)…トリトン、ネレイド、ナイアド、タラッサ、デスピナなど、冥王星(3個)…カロン、ニクス、ヒドラ、エリス(1個)…ディスノミア、ハウメア(2個)…ヒイアカ、ナマカ。
 木星、土星、天王星、海王星の衛星数は凄い。これは、アメリカの惑星探査機ボイジャー1号、2号が接近した際に多くの微小衛星を発見したためである。ボイジャーは2機合わせて、木星で2個、土星で3個、天王星で10個、海王星で6個の新衛星を発見した。現在も地上の望遠鏡や直接惑星を訪れた探査機が次々と衛星を発見している。小さいものまで数えていったら、今後も、衛星の数は無限に増えていくことだろう。

Io_Europa_Ganymede_Callisto

 ところで、最新の研究によると、「地球の衛星は月1つだけではなく、未発見の衛星が1000個以上もある」という成果が発表された。これはどういうことだろう?

 実は、まだ未発見の微小衛星があるからだ。シミュレーションによると、宇宙空間に漂う「微小惑星」は、地球の重力に取り込まれ「微小衛星」になることがある。洗濯機サイズの小型の衛星が1個か2個、さらに約1000個のソフトボール大の天体が地球を周回している可能性がある。これらの微小な衛星は、時に地球の大気圏に突入し、明るく輝く火球を発生させることがあるという。


 大量の小天体が地球を周回か?
 この発見は、地球と月の間を通る既知の小惑星10万個を対象にしたコンピューター・シミュレーションを踏まえたものだ。このモデルにより、地球の公転軌道に近い軌道を持つ小惑星は、地球の重力に捉えられ、小型の衛星となる可能性が高いことが明らかになった。

 研究の共著者でハワイ大学の天文学者ロバート・ジェディキ(Robert Jedicke)氏はこう説明する。「我々はこれらの小惑星の動きを、正確に追跡した。太陽や、地球以外の惑星、さらには太陽系内の大型の小惑星の重力が与える影響についても考慮している。その結果、(調査対象となった小惑星のうち)1万8000個が地球の重力に捉えられ、短期間ながら地球を周回する軌道に入ることがわかった」。

「我々の試算によれば、任意の時点において、洗濯機サイズの小型の衛星が1個か2個、さらに約1000個のソフトボール大の天体が地球を周回していることになる」とジェディキ氏は話す。

 地球の重力に捉えられた天体の周回軌道は、複雑に入り組んだものとなる。実際、今回のシミュレーションによると、大多数の小型の衛星が地球を回る期間は1年に満たない。その後はまた太陽を周回する軌道に戻るか、地球に激突するか、いずれかの道をたどるとジェディキ氏は述べている。

「こうした微小衛星は、1000個に1個の割合で月の重力の干渉を受けて軌道が変わり、地球に激突する。夜空で目にする流星の一部は、実は地球に落ちてくる小さな衛星だ」。


 有史以前には“2つの月”も存在?

 今回のモデルでは、こうしたごく小さな衛星に加えて、かつての地球がさらに大きな物体を軌道に捉えた可能性も指摘している。

 研究チームの試算により、50年に一度の間隔で、大きなダンプカーサイズ(直径約10メートル)の天体が月(直径約3400キロ)に衝突していることが判明した。

 そして10万年に一度、さらに大きなサッカーコートほど(直径100メートル)の天体が地球の重力に捉えられているという。これほどの大きさであれば、もう1つの月は肉眼でも確認できる可能性があるとジェディキ氏は推測している。

「10万年前と言えば、ちょうど人類が洞窟の壁面に自らの手形を残していた時期だ。この程度の間隔で起きているということは、かつて空を見上げた人類が、夜空を横切る小さな月を目撃した可能性もある」。

 微小衛星の大きさや分布についてシミュレーションを行ったのは今回のジェディキ氏のチームが初めてだが、この予測はかなり正確なようだ。

 現在までに存在が確認されている唯一の微小衛星は「2006 RH120」と名付けられた直径3メートルの小天体で、1年足らずの期間、地球の周囲を回った後に太陽を回るもとの軌道に戻っている。

「2006 RH120の大きさと軌道の特性は、我々のモデルと完全に矛盾なく一致している」とジェディキ氏は語る。「10年前に今回の研究を行っていたなら、2006 RH120のような天体がすぐにでも観測されるだろうと予言していたはずだ」。


 観測が難しい小型衛星
 ただし、今回の新たなシミュレーションの結果をもってしても、実際にさらに多くの微小衛星を確認するのは難しいだろうと研究チームでは指摘している。これらの天体が比較的小さく、暗いことがその理由だ。

 加えて、地球を回る軌道に捉えられる際に働く重力の作用から、こうした天体は高速で地球を周回するケースが多く、そのため確認はさらに難しくなる。「天文観測のデータを用いて、こうした天体を定期的に特定する方法を現在検討中だ」とジェディキ氏は述べている。

 例えば、「最も大きいタイプであれば、直径50センチの天体望遠鏡を持つトップクラスのアマチュア天文家でも観測できるはずだ」とジェディキ氏は言う。「しかし、新たな微小衛星を見つけるためには、全天のかなりの部分を対象とした小惑星観測を一夜のうちに行い、非常に暗い天体を特定する必要がある」。

 地球を回る微小衛星についての研究は、学術誌「Icarus」の3月号に掲載された。(Andrew Fazekas for National Geographic News 2012年4月03日)

参考HP National Geographic news 大量の小天体が地球を周回か? アストロアーツ 天文の基礎知識 6.衛星

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