天文学概論（第２回） 太陽系 1 ～多様な惑星たち～ 東京工業大学 佐々木貴教
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天文学概論（第２回）
太陽系 1～多様な惑星たち～
東京工業大学 佐々木貴教
自己紹介❖ 佐々木 貴教（ささき たかのり）
❖ 東京工業大学 大学院理工学研究科 地球惑星科学専攻学術振興会特別研究員（PD）
❖ 2008年3月に東京大学で学位を取得
❖ 専門は “惑星の形成と進化” の理論研究 惑星系はどのようにして作られるのか 惑星系はどのように進化していくのか
自己紹介❖ 佐々木 貴教（ささき たかのり）
❖ 東京工業大学 大学院理工学研究科 地球惑星科学専攻学術振興会特別研究員（PD）
❖ 2008年3月に東京大学で学位を取得
❖ 専門は “惑星の形成と進化” の理論研究 惑星系はどのようにして作られるのか 惑星系はどのように進化していくのか 我々は何処から来て何処へ行くのか？
生命を宿す “第二の地球” を探そう！
連絡先❖ Sasaki Takanori Online：http://sasakitakanori.com “佐々木貴教” や “惑星科学者” で検索してもすぐ見つかる ※携帯からだと画像が出なくてしょぼい
❖ メール：[email protected]
❖ mixi：佐々木貴教（のいのい）
講義の感想, 質問, 要望, 相談惑星科学全般についての質問研究や研究者についての質問
太陽系1 ～多様な天体たち～・太陽系の構成メンバーの紹介・各天体（惑星, 衛星など）の特徴のまとめ （※最後まで終わらなかったら次回に持ち越し）
次回：太陽系2 ～研究の最前線（仮）～・冥王星が惑星から外れた経緯・月を作った巨大天体衝突・太陽系外の惑星系の発見・惑星探査計画（火星探査, 月探査, 小惑星探査）
太陽系の構成メンバーの紹介
動画①
太陽系の構成メンバー
地球型惑星 水星 金星 地球 火星
巨大ガス惑星 木星 土星
巨大氷惑星 天王星 海王星
各天体の軌道
各天体の軌道
隕石の母天体短周期彗星の巣
さらに遠くまで広がる太陽系
「オールトの雲」
長周期彗星の巣
＝天文単位（AU）太陽から地球までの距離（約1億5000万km）
動画②
各天体の特徴のまとめ
太陽
太陽・典型的なG2V型の主系列星・太陽系質量の99.9%を占める・半径：69万6000km（地球の109倍）・質量：2.0×1030kg（地球の33万倍）・表面温度：6000℃（中心では1500万℃）・主成分：水素73.5%, ヘリウム25%・中心核では, 水素の熱核融合反応が進行・コロナからは太陽風が吹き出している
主に水素からなる中心核を持つ
太陽系の構成メンバー
地球型惑星 水星 金星 地球 火星
巨大ガス惑星 木星 土星
巨大氷惑星 天王星 海王星
水星
水星・太陽系で最も小さな惑星・太陽からの距離：0.38AU・半径：2440km（地球の0.38倍）・質量：3.3×1023kg（地球の0.055倍）・温度：-183℃(夜)～427℃(昼)・大気はほとんど存在しない・月に似たクレーターに覆われた地形・磁場を持っている
水星のクレーター 月のクレーター
クレーター：隕石の衝突によって作られる凹状の地形
水星の磁場
金星
金星・太陽からの距離：0.723AU・半径：6052km（地球の0.95倍）・質量：4.9×1024kg（地球の0.815倍）・温度と気圧：460℃, 90気圧・大気成分：二酸化炭素96.5%, 窒素3.5% → 強烈な温室効果が働いている・スーパーローテーションという強い風・自転の向きが他の惑星とは逆回転
金星表面の地形図
金星表面の地形図
金星表面の地形図
金星大気のスーパーローテーション
４日で金星を一周する高速の風が吹いている（風速 360km/h：自転の約60倍の速度）
金星大気のスーパーローテーション
４日で金星を一周する高速の風が吹いている（風速 360km/h：自転の約60倍の速度）
原因は未だ解明されておらず, 金星の謎の一つ
地球
地球
・太陽からの距離：1億4960万km（1AU）・半径と質量：6378km, 6.0×1024kg・大気成分：窒素78%, 酸素21%・太陽系で唯一プレートテクトニクスが存在・磁場を持っている・太陽系で（おそらく）唯一生命が存在
地球の内部構造
内核（固体）
外核（液体）
下部マントル上部マントル地殻地表
Fe + Ni の合金}
}かんらん岩, 輝石
}玄武岩, 花崗岩
地表：複数のプレートが存在
動画③
月・人類が降り立った唯一の地球外天体・地球からの距離：38万4400km・半径：1737km（地球の0.27倍）・質量：7.3×1022kg（地球の0.012倍）・大気や水は存在しない・表面は無数のクレーターに覆われている
表 裏
火星
火星・太陽からの距離：1.52AU・半径：3394km（地球の0.53倍）・質量：6.4×1023kg（地球の0.11倍）・温度と気圧：-63℃, 0.006気圧・大気成分：二酸化炭素95%, 窒素3%・水と二酸化炭素の氷から成る極冠・南北半球で大きく異なる地形の特徴・過去に水が流れたと思われる地形がある
火星の風景
火星の南北非対称地形・極冠
南極 北極
火星の南北非対称地形・極冠
南極 北極
過去に水が流れた跡？
過去に水が流れた跡？
太陽系の構成メンバー
地球型惑星 水星 金星 地球 火星
巨大ガス惑星 木星 土星
巨大氷惑星 天王星 海王星
木星
木星・太陽系で最も大きな惑星・太陽からの距離：5.2AU・半径：71492km（地球の11.2倍）・質量：1.9×1027kg（地球の318倍）・主に水素とヘリウムから成るガス惑星・表面に大きな渦（大赤斑）が見られる・４つの大きな衛星（ガリレオ衛星）を持つ・強力な磁場を持つ
刻々と変化する大赤斑
地球2~3個分高気圧性の渦
350年以上存在している
ガリレオ衛星
イオ
エウロパ
ガニメデ
カリスト
ガリレオ衛星
イオ
エウロパ
ガニメデ
カリスト
イオには活発な火山活動が存在
木星や他のガリレオ衛星からの潮汐力がエネルギー源か？
エウロパには地球外生命の可能性？
内部に液体(状)の水を持つ
生命が存在するかも！？
表面の氷には無数のひび割れが存在
外側の巨大な２衛星
半径：2631km太陽系最大の衛星
半径：2400km3番目に大きい衛星
ガニメデ カリスト
土星
土星・太陽からの距離：9.6AU・半径：60268km（地球の9.4倍）・質量：5.7×1026kg（地球の95倍）・主に水素とヘリウムから成るガス惑星・太陽系で最も密度が小さい惑星・明確に見える環（リング）を持つ（※他の巨大惑星も薄い環を持っている）・巨大な衛星タイタンを持つ
土星の環（リング）
発見されている環（内側から順に）D環, C環, B環, A環, F環, ヤヌス / エピメテウス環, G環, E環, パレネ環
土星の環（リング）
発見されている環（内側から順に）D環, C環, B環, A環, F環, ヤヌス / エピメテウス環, G環, E環, パレネ環
環は氷と塵の粒子から成る
土星の衛星が土星に近づきすぎて潮汐力で破壊された？
衛星タイタン
液体メタンの湖が存在表面には石や氷塊
太陽系の構成メンバー
地球型惑星 水星 金星 地球 火星
巨大ガス惑星 木星 土星
巨大氷惑星 天王星 海王星
天王星・海王星
天王星・海王星
・太陽からの距離：19.2AU・半径：25559km（地球の4倍）・質量：8.7×1025kg（地球の14.5倍）・自転軸が黄道面に対して横倒し
・太陽からの距離：30AU・半径：24764km（地球の3.9倍）・質量：1.0×1026kg（地球の17倍）・表面に大きな渦（大暗斑）が見られた
天王星
海王星
天王星の自転軸が横倒し
天王星の自転軸が横倒し
以前は自転軸は直立していたかもしれない他の天体の衝突によって横倒しになった？
消えた海王星の大暗斑
1989年ボイジャー2号によって発見
消えた海王星の大暗斑
1989年ボイジャー2号によって発見
1994年ハッブル宇宙望遠鏡の観測では消滅
成因や消滅の原因は未解明
太陽系の構成メンバー
地球型惑星 水星 金星 地球 火星
巨大ガス惑星 木星 土星
巨大氷惑星 天王星 海王星
小天体（小惑星, 太陽系外縁天体, オールトの雲）
小惑星
メインベルト小惑星 火星と木星の間に存在トロヤ群小惑星 木星の軌道上に存在発見された数は40万個を超える
小惑星
メインベルト小惑星 火星と木星の間に存在トロヤ群小惑星 木星の軌道上に存在発見された数は40万個を超える
地球に降ってくる隕石の母天体だと考えられている
動画④
太陽系外縁天体（エッジワース・カイパーベルト天体）
海王星の外側に散在 冥王星もその一部
太陽系外縁天体（エッジワース・カイパーベルト天体）
海王星の外側に散在 冥王星もその一部
短周期彗星（P＜200年）の巣だと考えられている
オールトの雲
太陽系を球殻状に取り巻く仮想的な天体群太陽から1万～10万AUに1×1012個ほどの天体？
現在は状況証拠のみで仮説の域を出ない存在
オールトの雲
長周期彗星（P≧200年）の巣だと考えられている
太陽系を球殻状に取り巻く仮想的な天体群太陽から1万～10万AUに1×1012個ほどの天体？
現在は状況証拠のみで仮説の域を出ない存在
彗星へール・ボップ彗星 ウェスト彗星
彗星
ダストテイル（塵の尾）
イオンテイル（イオンの尾）
核：氷と塵が混ざった塊コマ：核を覆う薄いガス尾：太陽からの放射圧と 太陽風により形成
太陽系初期の情報を保持
連絡先❖ Sasaki Takanori Online：http://sasakitakanori.com 今日の講義の資料も明日中には載せる予定 使用した動画へのリンクも張っておきます
❖ メール：[email protected]
❖ mixi：佐々木貴教（のいのい）
講義の感想, 質問, 要望, 相談惑星科学全般についての質問研究や研究者についての質問
参考図書
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