土星の周りにリングがあるのはなぜですか?

確かに、太陽系が提供しなければならない最も豪華な光景の 1 つである土星は、堂々としたリングの完全な素晴らしさに包まれています。 NASA/JPL/宇宙科学研究所

土星の印象的なリングは、スターゲイザーが空で選ぶ最も美しいオブジェクトの 1 つです。壮大な環系は小さな望遠鏡でも見ることができますが、詳細はわかりません。最高の景色は、ボイジャーやカッシーニ ミッションなどの宇宙船から得られました。これらの接近した出会いから、惑星科学者は土星の環の起源、運動、進化を解明するのに役立つ大量の情報を得ました。

重要ポイント

• 土星の輪は大部分が氷でできており、塵の粒子が散在しています。
• 土星には 6 つの主要なリング システムがあり、それらの間には区分があります。
• 小さな月が土星に近づきすぎてばらばらになったときにリングが形成された可能性がありますが、粒子は漂遊彗星や小惑星からも発生した可能性があります.
• リングはかなり若く、わずか数億歳であると考えられており、 NASA 、それらは次の億年かそこらで消散する可能性があります。

望遠鏡を通して見ると、土星の環はほぼ固く見えます。ジャン＝ドミニク・カッシーニなどの初期の天文学者は、リングの「隙間」や切れ目のように見えるものを特定することができました。これらの最大のものは、有名な天文学者であるカッシーニ部門にちなんで名付けられました。人々は最初、裂け目は何もない場所だと思っていたが、20 世紀の宇宙船の画像から、裂け目も物質で満たされていることがわかった。

土星にはいくつのリングがありますか?

6 つの主要なリング領域があります。主なものは、Aリング、Bリング、Cリングです。他の D (最も近いもの)、E、F、および G は、はるかに暗いです。リングのマップは、土星の表面のすぐ上から始まり、外側に向かって、D、C、B、カッシーニ間隙、A、F、G、および E (最も遠い) の順序でそれらを示しています。と同じ距離にある、いわゆる「フィービー」リングもあります。 月 フィービー。リングは、発見された順にアルファベット順に命名されています。

カッシーニ宇宙船によって作成されたこの画像は、環系のさまざまな領域のほぼ全体を捉えています。 NASA/JPL/宇宙科学研究所/ウィキメディア コモンズ/パブリック ドメイン

輪は広くて薄く、最も広いものは惑星から 282,000 km (175,000 マイル) まで伸びていますが、ほとんどの場所で数十フィートの厚さしかありません。システムには何千ものリングがあり、それぞれが惑星を周回する何十億もの氷のかけらで構成されています。リング粒子の大部分は非常に純粋である 水 氷。ほとんどのピースはかなり小さいですが、山や小さな都市ほどの大きさのものもあります。それらは明るく、太陽光を多く反射するため、地球から見ることができます。

土星の周回軌道にあるリング物質の塊に関するアーティストの概念。リング粒子には大きいものもあれば、小さいものもあります。 NASA/JPL/コロラド大学/ウィキメディア コモンズ/パブリック ドメイン

リング粒子は、相互の重力相互作用およびリングに埋め込まれた小さな月との相互作用によって所定の位置に保持されます。これらの「羊飼い衛星」は、輪の粒子に群れを乗せます。

土星はどのようにしてリングを獲得したか

科学者は土星に輪があることを常に知っていましたが、輪がどのくらいの期間存在し、いつ発生したかは知りません。 2つの主な理論があります。

ボーン・ディス・ウェイ、セオリー・ワン

何年もの間、科学者たちは、惑星とその環が誕生したのは地球の歴史の早い段階であると考えていました。太陽系.彼らは、環は塵の粒子、岩石小惑星、彗星、大きな氷の塊などの既存の物質から作られていると信じていました。

その理論は、1981 年に始まるボイジャー ミッションによる最初の探査機探査まで影響力を持っていました。画像とデータは、短期間であってもリングの変化を示していました。カッシーニ ミッションは、科学者がまだ分析している追加情報を提供し、リング粒子が短期間で失われたことを示しています。リングの年代に関するもう 1 つの手がかりは、粒子の非常に純粋な水と氷の構成から得られます。科学者たちは、これはリングが土星よりもずっと若いことを意味すると主張しています。古い氷の粒子は、時間の経過とともにほこりによって暗くなります。もしそれが本当なら、私たちが今見ている輪は土星の起源までさかのぼらないかもしれません.

壊れた月、理論 2

あるいは、現在の環系は、約 2 億年前にミマスほどの大きさの月が土星に近づきすぎてばらばらになったときに作成された可能性があります。 重力 .結果として生じた破片は、土星の周りの軌道に落ち、今日私たちが見ているリングを作成しました.この月の分裂シナリオは、惑星の寿命 45 億年の間に何度も繰り返されてきた可能性があります。この理論によれば、今日私たちが目にするリングは、最新のセットにすぎません。

また、非常に初期の「タイタンのような」世界がリングの作成に関与し、今日見られるものよりもはるかに大きく、大規模なシステムを形成した可能性もあります.

知ってますか？

リングを持つ惑星は土星だけではありません。ジャイアント・ジュピター、謎の天王星、 と肌寒いネプチューンそれらも持っています。

どのように形成されたとしても、土星の輪は時間の経過とともに変化し続け、小さな天体が近づきすぎると物質が増えます。期間中に収集されたデータに基づいてカッシーニミッション、科学者は、リングが惑星間の塵を引き付け、時間の経過とともに失われる物質を補充するのに役立つと考えています。羊飼いの衛星によるリング内の活動も、リングの変化を引き起こします。

このカッシーニ画像のコレクションは、土星の A リング内で観測されたプロペラ型の特徴の位置と規模を理解するためのコンテキストを提供します。 NASA/JPL/宇宙科学研究所/ウィキメディア コモンズ/パブリック ドメイン

土星の輪の未来

科学者たちは、現在の輪がどのように消えるかについて多くの理論を持っていますが、ほとんどの人は、おそらくそれほど長くは続かないだろうと同意しています.何かが引き裂かれるのに十分に近づいた場合にのみ、新しいリングが形成されます。他の小さな粒子は、近くの月に群がりながら、宇宙に広がり、システムに失われる可能性があります.月自体が外側に移動するにつれて、それらが「群れている」リング粒子が広がります。

粒子は土星に「雨」を降らせるか、宇宙に散逸する可能性があります。また、砲撃・衝突 隕石 軌道から粒子をノックアウトする可能性があります。時間の経過とともに、これらのアクションにより、リングの質量が失われ、最終的には完全に消失する可能性があります。カッシーニのデータは、現在のリングがせいぜい数億年ほど前のものである可能性があるという考えを示しています。それらは、宇宙または惑星に散逸する前に、さらに1億年しか存続しない可能性があります.つまり、土星のリングは惑星自体と比較すると短命であり、土星の寿命の間に小さな世界が近づきすぎたため、惑星には多くのリングのセットがあった可能性があります.

科学者が同意していることの 1 つは、時間は惑星の生涯にとって異なることを意味し、土星の見事なリングをさらに何千年も鑑賞できるということです。

ソース

グロスマン、リサ。土星のリングは細断された月かもしれません.学生向け科学ニュース、2018 年 1 月 24 日。

「土星の輪の厚さは？」レファレンスデスク、ハッブルサイト。

'土星。' NASA、2019 年 4 月 25 日。

シュタイガーヴァルト、ビル。 「NASA​​ の研究は、土星が「最悪のシナリオ」の速度でリングを失っていることを明らかにしました。」ナンシー・ジョーンズ、NASA、2018 年 12 月 17 日、メリーランド州グリーンベルト。