地学宇宙理科

「木星」とその衛星につてい理系ライターが丁寧にわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。今回は木星について解説していくぞ。

木星は太陽系最大の惑星だ。木星は古代よりその存在をしられていて信仰対象になっている。英語名のジュピターはローマ神話の主神であることからもそれが見て取れる。では、木星について見てみよう。

今回は物理学科出身のライター・トオルさんと解説していくぞ。

この記事の目次

解説／桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター／トオル

物理学科出身のライター。広く科学一般に興味を持つ。初学者でも理解できる記事を目指している。

木星について

image by iStockphoto

木星は太陽系最大の惑星で巨大ガス惑星です。木星と土星は巨大ガス惑星といわれ、巨大ガス惑星は水星から火星までの岩石型惑星とは構造がかなり違います。これは太陽系の誕生時に太陽から遠かったため、氷やメタンといった揮発性物質が溶けなかったことが原因のようです。また木星は黄道上にある黄道12宮という星座をほぼ1年で1周します。古代中国でも同じような考えがあり、木星の位置により現在がいつごろか分かるため、歳を表す星という意味で歳星といわれたりもしたようです。今回はこの木星について紹介します。

「太陽系」とその「惑星」について理系ライターが丁寧に解説 – Study-Z ドラゴン桜と学ぶWebマガジン

木星の基礎データ

Tdadamemd – File:The Sun by the Atmospheric Imaging Assembly of NASA’s Solar Dynamics Observatory – 20100819.jpg File:Jupiter by Cassini-Huygens.jpg – Note: this image of Jupiter was altered by removing the shadow of Europa. File:The Earth seen from Apollo 17.jpg File:FullMoon2010.jpg, CC 表示-継承 3.0, リンクによる

木星は直径約14万キロメートルで地球の約11倍の大きさです。太陽から約7億8000万キロメートルの距離、地球の約5倍の距離のところを周期約12年で公転しています。質量は約1.9×10の27乗キログラムで太陽の約1000分の1、地球の約318倍で、もちろん惑星の中で最大の重さです。木星は自転周期は約10時間という高速で回転しているため、遠心力によって赤道部分が膨らんでいます。質量は最大ですが、大部分がガスであるため、密度は1立方センチメートルあたり1.3グラムと地球の5分の1以下です。主成分は水素とヘリウムであり、これは太陽の成分と似ていています。事実、木星の質量が現在の80倍以上であれば中心部で核融合がはじまり、太陽系第2の恒星になっていたでしょう。このような意味で木星は太陽になりそこねた天体とも言えます。

木星の構造

Kelvinsong – 投稿者自身による作品, CC 表示-継承 3.0, リンクによる

先ほど述べたように、木星は巨大ガス惑星といわれガスを主体としているため、地球型の固い地面がある惑星と構造が違っています。中心部の構造はまだよくわかっていませが、中心部には岩石を含む核があり、その回りを液体状態の水素が取り巻き、その回りを水素を主成分とするガスが取り巻いているというのが現在の理論的予想です。木星の表面温度はマイナス140度程度であり、これは太陽光だけで計算する温度よりも高くなっています。この熱の一部はケルビン・ヘルツホルム機構といわれる星が収縮することによる発熱によって得られると考えれているようです。したがって、木星の誕生時には現在の2倍程度の大きさがあったことになります。

木星の大気

Jupiter_Belt_System.JPG: Original uploader was Awolf002 at en.wikipedia derivative work: Borrow-188 (talk) – Jupiter_Belt_System.JPG, Original source, パブリック・ドメイン, リンクによる

木星の大気はほとんどが水素とヘリウムで構成され、ガス惑星であるため大気と惑星との明快な境界はありません。1気圧のところを地表と仮定した場合は大気は約5000キロメートルになり、これも太陽系最大の大気の厚さになります。木星の大気は下から、対流圏、成層圏、熱圏、外気圏です。外気圏と宇宙空間との明確な境界線がないの地球と同じですが、対流圏と惑星の境界も存在しないのがガス惑星の特徴になります。つまり、木星や土星には地球のような地面がありません。対流圏には複雑な雲のシステムが存在し、望遠鏡の画像で見える特徴的な帯の模様が雲です。明るい色の帯がゾーン、暗い色の帯がベルトと呼ばれています。ゾーンが冷たい上昇気流で、ベルトが暖かい下降気流です。ゾーンとベルトが交互に平行に並んでいるのが画像からよくわかります。上記のように帯にはすべて名前がつけられているそうです。

大赤斑

NASA – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00014, パブリック・ドメイン, リンクによる

木星の望遠鏡画像で一番目立つものとえばやはり大赤斑でしょう。木星の南半球の中緯度にあり、東西約2万6000キロメートル、南北約1万4000キロメートル、周期6日ほどで回転している巨大な渦です。地表の望遠鏡からも観測可能で、すでに1665年にカッシーニによって発見されまています。地球2、3個分の大きさで周りより少し温度が高く、ゾーンの部分と同様にやや盛り上がった上昇流の領域です。渦自体は安定しているのですが、1665年以来、赤い色が濃くなったり薄くなったりしています。実は、最近大赤斑がずっと縮小傾向にあり、2050年ごろには消滅するのではないか考える研究者が多いようです。ただ大赤斑の構造自体よくわかっていないため、この先どうなるのかは確実にはわかりません。

＼次のページで「木星の衛星」を解説！／

次のページを読む

1 2