土星には衛星がいくつありますか?

私たちの太陽系では競争が起こっていますが、それは重力学や速度とは何の関係もありません。土星と木星という巨大ガス惑星を研究する天文学者たちは、誰がより多くの衛星を発見できるかについて熾烈な競争を繰り広げており、それは誰の勝負でもある。

現時点で、土星には太陽系の惑星の中で最も多くの衛星がありますが、土星には正確にいくつの衛星があるのでしょうか?そして、それは木星の膨大な数とどう違うのでしょうか?

土星の衛星を数える

2023年5月、国際天文学連合（IAU）が環状惑星の62個の新月を正式に認めた後、土星の月の数は145個に急増した。これらの新たな発見は、木星の認識されている衛星の数 95 個を超えた、太陽系で 2 番目に大きい惑星にとって重要なマイルストーンを示しています。

それに加えて、土星は現在、木星ですら追いつけない記録を持っています。確認された衛星の数は合計 100 個です。

この環状惑星で新たに発見された衛星はすべて のカテゴリーに属し、重力捕捉として知られるプロセスを通じて遠い過去に土星によって捕捉されたと考えられています。これは、最初は独立して太陽の周りを公転していた月が土星に近づきすぎて、土星の引力に巻き込まれたときに発生します。

月が土星の重力場に入ると、土星の重力が徐々に優勢になり、月の軌道が変わります。時間が経つにつれて、月の軌道はより円形になり、土星の赤道面と一致します。

捕らえて吸収する

この捕捉プロセス中に、不規則な月はエネルギーを失い、それにより速度が低下し、土星の周りの安定した軌道に移行します。この捕らえられた月は土星の月系の一部となり、土星の輪の力学に貢献したり、他の衛星との共鳴に参加したり、土星の磁場に影響を与えたりするなど、さまざまな役割を果たすことができます。

これらの不規則な衛星は、より一般的な通常の衛星とは異なり、その大きな楕円形で傾斜した軌道により際立っています。土星の周りで認識されている不規則衛星の数は 2 倍以上の 121 個となり、今回の探索以前には 58 個が知られていました。

不規則な衛星は、軌道の傾きに基づいてグループ化される傾向があります。土星の星系には、イヌイット、ガリア、北欧の 3 つのグループが含まれています。注目すべきことに、すべての新月発見はこれらのグループに当てはまり、北欧グループは新参者の中で最も人口が多いです。これらのグループは衝突から生じた可能性が高く、グループ内の既存の衛星は、最初に捕らえられた衛星が関与した以前の衝突の残骸です。

実証済みの技術が大きな進歩をもたらす

2023年、IAUは環状惑星を周回する62個の新月が確認され、この惑星が太陽系の新月王となったと発表した。中央研究院天文学・天体物理研究所の博士研究員であるエドワード・アシュトン氏は、これらの新月を発見したチームを率いた。

そしてそれはすべて、「」として知られる実証済みの技術によって可能となり、チームが土星を取り囲むこれらの小さくて暗い衛星を検出するのに役立ちました。

以前は海王星や天王星の衛星を見つけるために使用されていた「シフト アンド スタック」は、一連の画像内で遠くの月などのかすかな小さな天体の検出を強化するために天文学で使用される方法です。

このような薄暗い物体を探す場合、この技術では、空の同じ領域の複数の画像を並べて重ね合わせ、各画像をわずかにずらして探している物体の見かけの動きに一致させる必要があります。これらの画像を組み合わせることで、かすかな天体の信号が増強され、背景に対してより目立つようになります。

この技術は、薄暗いために個々の画像では容易に識別できない可能性がある月やその他の天体を発見する場合に特に役立ちます。これにより、天文学者は信号対雑音比を高め、これらの暗い天体の視認性を高めることができ、その識別と確認に役立ちます。

「これらの衛星を追跡すると、子供のゲームであるドット・トゥ・ドットで遊んだことを思い出します。データ内のこれらの衛星のさまざまな外観を実行可能な軌道に結び付ける必要があるからです。」とアシュトン氏は言います。 「しかし、同じページに約 100 の異なるゲームがあり、どのドットがどのパズルに属しているのかわかりません。」

NASAのカッシーニ計画

NASA、欧州宇宙機関 (ESA)、イタリア宇宙機関 (ASI) の画期的な共同研究であるこの研究は、土星とその衛星の謎を明らかにしました。 1997 年に打ち上げられたカッシーニ ホイヘンスは、2004 年に土星の軌道に入り、巨大ガス惑星の大気、複雑な環系、多様な衛星について前例のない洞察を提供しました。

カッシーニが発表したホイヘンス探査機は、2005 年に土星最大の衛星タイタンの大気圏に降下し、液体炭化水素の湖や川がある世界を明らかにしました。 13 年間のミッションを通じて、カッシーニは土星の北極の素晴らしい眺めなど、魅力的な画像を送り返してきました。

2017 年 9 月 15 日のカッシーニの最後の突入は、探査機が土星の大気圏で確実に破壊されるようにするための意図的な操作でした。この決定は、土星の衛星、特に生命に適した条件を備えている可能性のある衛星の潜在的な汚染を防ぐために行われました。

カッシーニはその最期の瞬間、信号が失われるまでデータを送信し続け、土星の上層大気と大気の組成に関する貴重な洞察を科学者に提供した。

土星の2つの海洋衛星

木星は 4 つの大きな衛星 (17 世紀にガリレオが望遠鏡で観測したことからこの名前が付けられました) で知られていますが、土星の主要な衛星のうち 2 つ、タイタンとエンケラドゥスが天文学者の注目を集めています。

強大なタイタン

タイタンは海洋衛星であり、地下に液体の水の海があることを意味します。これは地球最大の衛星であり、厚い大気とメタン湖で知られています。タイタンは太陽系で 2 番目に大きい衛星でもあり、水星や地球の月よりも大きいです。

NASA のカッシーニ計画のおかげで、私たちは現在、砂丘、川、そして潜在的な地下海を含む地球のような風景を含む、この巨大な衛星のユニークな特徴についてさらに詳しく知ることができ、将来の探査の主要な目標となっています。

おそらく最も注目に値するのは、タイタンは、地球と同様に窒素を含む、 を備えた唯一の衛星であることです。ただし、類似点はそれだけです。タイタンの濃い大気は地球の 147 倍の圧力を持ち、その組成には酸素が不足しています。

氷のエンセラドゥス

エンケラドゥスは、巨大な水柱を大気中を宇宙に噴き上げることで知られています。カッシーニのミッション中、天文学者たちは を行うことができ、それが彼らが氷の地殻の下に海を発見した方法です。

エンケラドゥスには、滑らかで明るい表面を持つ小さな氷の世界が表示されます。月は主に反射する氷で覆われており、その外観は白く輝いていますが、月には対照的な暗い領域も見られます。

特に、南極近くに位置する表面の線状の亀裂である独特の「タイガー ストライプ」が特徴です。これらのユニークな地形には活動的な間欠泉が存在し、氷の地殻の下から氷の粒子と水蒸気が噴出します。これらの間欠泉は、土星の E 環形成に寄与するだけでなく、地下の海の存在を示唆するものでもあります。

土星の輪には月光がある

土星は、大きくて美しい輪で最もよく知られています。これらの岩石や氷の塊の中には、リングの形成に役立つほど大きいものもあります。 NASA はこれらを「.」として分類しています。最初に発見された小衛星のいくつかはサッカー場ほどの大きさで、環に重力変化を引き起こした。天文学者はそうやって小惑星を発見した。

一部の小衛星は、土星の過去のある時点など、土星の環での衝突によって引き起こされました。