地学宇宙理科

「天王星」と「海王星」について理系ライターが丁寧に解説

よぉ、桜木建二だ。今回は天王星と海王星について解説していくぞ。

天王星と海王星は太陽系7番目と8番目の惑星であり最後の惑星だ。昔はこの外側に冥王星があったが、現在では準惑星に分類されている。ここまで遠い天体になると肉眼ではほぼ見えず、観測も大変で比較的近くで観測できたのはボイジャー2号のただ1回しかない。そのため謎も多いが、現時点でわかっていることを見てみよう。

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。

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。

tohru123

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。

天王星について

image by iStockphoto

天王星は太陽系第7の惑星で巨大氷惑星です。1781年に天文学者のウィリアム・ハーシェルによって発見されました。基本的に肉眼では見えませんが、地球最接近時には肉眼でも観察できることがあるそうです。画像ではのっぺりとした青色をしているのですが、これは赤色が大気中のメタンによって吸収されるためと考えられています。木星、土星、天王星、海王星の中では一番大気の状態が安定しているようです。とはいえ、近年の研究ではやはり天王星でもそれなりの大気の活動があると考えられています。さっそくこの天王星について見てみましょう。

天王星の基本データ

天王星は巨大氷惑星に分類され、直径が約5万1000キロメートルと地球の約4倍になります。木星、土星についで太陽系第3位の大きさの惑星です。太陽からの距離が約29億キロメートルで、地球の約19倍も遠いところを周期84年をかけて公転しています。天王星の大きな特徴は、その自転軸が約98度も傾いていて、ほぼ横倒しの状態で自転していることです。そのため公転軌道の位置によって太陽の当たり方が極端に変化します。南極や北極では昼夜の長さはなんと42年です。自転周期は17時間になります。なぜ横倒しで自転しているのかまだわかっていません。薄い環を持ち、27個の衛星が発見されています。

天王星の構造につてい

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Uranus-intern-de.png: FrancescoA derivative work: WolfmanSF (talk) – Uranus-intern-de.png, パブリック・ドメイン, リンクによる

天王星は巨大氷惑星に分類され、岩石と氷からなる核に、水、メタン、アンモニアからなるマントルが取り巻いていて、その外側を主に水素とヘリウムからなるガスが取り巻いている構造だと考えられています。水素やヘリウムのほかに酸素、炭素、窒素を多く含むことが木星や土星とは異なる点です。昔は天王星と海王星も木星型の巨大ガス惑星に分類されていたのですが、巨大ガス惑星の核から液体金属の層を取り除いたような構造であると考えられるため、現在は天王星型惑星、もしくは巨大氷惑星として独自に分類されています。

天王星の大気について

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オリジナルのアップロード者は英語版ウィキペディアRuslik0さん – en.wikipedia からコモンズに ShizhaoCommonsHelper を用いて移動されました。, パブリック・ドメイン, リンクによる

天王星の大気は木星や土星と同様ほとんどが水素とヘリウムで構成されていますが、常に超嵐のような木星などと違い比較的穏やかであると考えられています。天王星の大気は太陽系の中で一番冷たく-200度以下になるようです。天王星はメタンの雲で覆われていてのっぺりとしており、木星のような帯状の構造はなさそうに見えますが、もっと近くで観測できるなら帯状の構造があると考えられています。事実、近年では白い雲のようなものが観測されているようです。上記の画像は2006年のハッブル宇宙望遠鏡による画像で、帯状の白い雲や周囲より暗い領域である暗斑が見えます。

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天王星は巨大氷惑星とよばれ、木星や土星になりそこねた天体といえるだろう。天王星も他の惑星におとらず興味深い天体であるのだが、遠いために詳細に観測しにくいのが問題だ。近くに行くことができれば、きっと驚くべき姿があきらかになると思うのだが。

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