土星を語る。

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土星とは、どのような惑星か？

土星の大きな特色は大きなリングである。

4つの巨大惑星(木星、土星、天王星、海王星)は、すべてリングを持つことが確認されているが、土星のリングは突出して大きいため、その発見は1659年に遡る。

ハッブル宇宙望遠鏡が可視光線で撮影した土星
出展：Solar System Exploration:Saturn

土星のリングは、大きく7つの環が同心円状に土星を囲んだ構成だ。
7つのリングは内側から、D環、C環、B環、A環、F環、G環、E環と命名されている。
各環の名称は、発見される都度命名されたのである。
したがってアルファベット順に並んでいない。

A環とB環は小口径の望遠鏡でも観測することができる。
A環とB環の間にはギャップがある。
発見者の名にちなみカッシーニの空隙[Cassini Division]という。

F環はよじれた糸のような構造である。

土星のF環
出展：JPL:Planetary Data System

本来は、四散してもよさそうなF環がこのような形を維持しているのは、アトラス、パンドラ、プロメテウスの引力の影響であると考えられている。
アトラス、パンドラ、プロメテウスを羊飼い衛星[shepherding satellites]という。
羊飼いは、散り散りになりそうな羊(F環)を一か所に集めるからだ。

土星は自転周期の速いガスの惑星である。
そのため、土星は南北につぶれた形状になっている。
土星の大気ガスは75%の水素、25%のヘリウムが主成分であるが、その他に水、メタン、アンモニアを含む。

土星の内部は大きく3つの層から構成される。
岩石の中心核の周囲を、液体金属水素の層が取り囲み、その上に水素分子の層がある。
この構造は木星の内部構造に近い。

土星は木星と似て縞模様がある。
しかし、木星に比べて土星の縞模様は薄い。

土星最大の衛星がタイタンだ。
タイタンは厚い大気に包まれていおり、メタンの湖も確認されている。

土星の環の消失

土星の環(リング)の厚みは数10メートルもない。
直径27万キロメートルに対して、極めて薄いのだ。

土星は30年かけて太陽を公転する。
これを地球から観測すると、公転周期の半分の15年間は土星の環を北側から斜めに、残りの半分の15年間は北側から斜めに、見ることになる。

地球から見た土星の環の角度は年々変化する。
そして、15年に一度、土星の環は地球に真横から見る位置になる。
このとき、どんな大望遠鏡であっても土星の環を見ることができない。
これを、土星の輪の消失という。

また、太陽光線が土星の輪の真横からあたっても土星の輪が消失する。

2009年の土星の環の消失

2009年に土星の環が消失する。
消失は8月と9月の二回起こる。

8月は、太陽光線が土星の輪を真横から照らす。
このため、地球は土星の輪を真横から見ているわけではないが、環が消失する。

9月は、地球が土星の輪を真横から見ることになるので、環が消失する。

土星探査

パイオニア11号

パイオニア11号は1979年9月1日に土星に接近し、磁場、放射線帯、新たなリングを発見した。

ボイジャー1号

ボイジャー1号は1980年11月12日に土星に接近した。

ボイジャー2号

ボイジャー2号は1981年8月25日に土星に接近した。

カッシーニ

2004年から土星を周回し、探査を行っている。

ホイヘンス

カッシーニから分離され、タイタンに着陸した。

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