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海王星の衛星「トリトン」

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2015年7月29日

by Matt Williams , Universe Today

1989年にボイジャー2号探査機が撮影したトリトンのグローバルカラーモザイク。 Credit: NASA/JPL/USGS

太陽系外縁部の惑星は、その多くの月と同様に、奇妙な存在として知られています。 特に海王星の最大の衛星であるトリトンはそうである。 トリトンは、太陽系内で7番目に大きな月であるだけでなく、主要な月の中で唯一、逆行軌道(惑星の自転と反対方向に回る軌道)を持っている。

そして、太陽系外縁部にある多くの月と同様に、トリトンも氷の表面と岩石の中心部で構成されていると考えられています。 しかし、他の太陽系の月とは異なり、トリトンは地質学的に活発であることが知られている数少ない月の一つです。 その結果、地殻を突き破って定期的に間欠泉が発生し、トリトンの表面をサイケデリックな体験に変えているのです。

発見と命名:

トリトンは、ドイツの天文学者ヨハン・ゴットフリート・ガレが海王星を発見してからわずか17日後の1846年10月10日、イギリスの天文学者ウィリアム・ラッセルによって発見された。 この発見を知ったジョン・ハーシェル(土星や天王星の月を多数発見したイギリスの著名な天文学者ウィリアム・ハーシェルの息子)はラッセルに手紙を送り、海王星にも月があるかどうかを観測するように勧めた。 その34年後、フランスの天文学者カミーユ・フラマリオンは、1880年に出版した『Astronomie Populaire』の中で、ギリシャ神話の海神ポセイドン(ローマ神話の海王星に相当)の息子にちなんで、この月をトリトンと名付けた。 しかし、この名前が定着するまでには数十年を要した。

大きさ、質量、軌道:

重量は2.14×1022kg、直径は約2,700kmで、海王星系最大の月であり、海王星を周回する全質量の99.5%以上を占める。 太陽系内で7番目に大きい月であるだけでなく、太陽系内で知られている自分より小さいすべての月の合計よりも質量が大きい。 この距離では、トリトンは海王星の衛星の中で最も遠く、5.87685地球日の周期で公転している。

木星や土星の外側の不規則な衛星の多くは逆行軌道を持ち、天王星の外側の衛星の一部も逆行軌道を持っています。 しかし、これらの月はいずれも原始衛星からはるかに遠く離れており、比較するとかなり小さい。

海王星が太陽の周りを回っているため、トリトンの極は交互に太陽に向かい、季節によって片方の極からもう片方の極に日が当たるようになります。

トリトンの軌道でもう一つ重要なことは、軌道が崩壊していることです。

トリトンは、半径、密度(2.061g/cm3)、温度、化学組成が冥王星と似ている。

別の説では、トリトンはかつて伴星を持つ矮小惑星であったと考えられています。

また、トリトンはかつて伴侶を持つ矮小惑星だったという説もあります。これは、数十億年前に海王星がトリトンを捕らえ、巨大ガスが太陽系外に移動した際に伴侶を追い出したというものです。

また、冥王星と同様に、トリトンの表面の55%は凍った窒素で覆われており、15〜35%が水氷、残りの10〜20%がドライアイス(凍った二酸化炭素)です。

トリトンの密度から、内部は岩石や金属でできた固体のコア、氷でできたマントル、そして地殻に分かれていると考えられます。 トリトンの内部には十分な岩石があり、放射性崩壊によってマントルに対流が起こり、地下の海を維持するのに十分な量があると考えられます。

大気と地表の特徴:

トリトンはアルベド(反射率)がかなり高く、到達した太陽光の60~95%を反射します。 また、表面は非常に若く、内部に海が存在する可能性や地質活動を示唆しています。 月が赤みを帯びているのは、メタンの氷が紫外線を浴びて炭素に変化したためと考えられています。 月の表面温度は約-235℃で、冥王星の平均温度は約-229℃です。

また、太陽系内で地質学的に活動している数少ない月の1つで、表面が再浮上しているため比較的若い状態です。 この活動により、液体の岩石の代わりに水のアンモニアや窒素ガスが地表から噴出するクライオボルカニズムも発生しています。

このように月面が常に更新される地質活動のため、トリトンには衝突クレーターがほとんどありません。 トリトンには冥王星と同様、表面の氷が蒸発してできたと考えられる大気が存在する。 トリトンの希薄な大気は、表面の氷と同様に、窒素に加えて微量の一酸化炭素と地表付近の少量のメタンで構成されています。

この大気は、高度8kmまでの対流圏から、地表から950kmまでの熱圏へと変化します。 トリトンの上層大気の温度は、95-100K(約-175

トリトンの対流圏の大部分はもやがかかっており、メタンに太陽光が作用してできた炭化水素やニトリルが主成分であると考えられています。

地球やボイジャー2号の観測では、トリトンは数百年に一度、暖かい夏を迎えることがわかっています。

この変化により、より多くの熱が吸収され、続いて昇華と大気圧の上昇が起こります。 1987年から1999年の間に収集されたデータは、トリトンがこのような暖かい夏に近づいていることを示していました。

ボイジャー2:

NASAのボイジャー2号が1989年8月に海王星をフライバイした際、ミッションコントローラーは、ボイジャー1号が土星とタイタンに遭遇したのと同様に、トリトンをフライバイすることを決定しました。

ボイジャーの移動速度とトリトンの自転速度が遅いため、近距離ではっきりと見えるのは片方の半球だけでした。

ボイジャーの訪問速度とトリトンの遅い自転のため、至近距離ではっきりと見えたのは1つの半球だけで、残りの表面は暗闇の中にあるか、ぼんやりとした痕跡が見えるだけでした。

2014年8月、冥王星との遭遇を目前に控えたニュー・ホライズンズを前に、NASAはこれらの写真を復元し、トリトンの世界初のカラー地図を作成しました。

この地図は、ヒューストンの月惑星研究所の科学者ポール・シェンクが制作したもので、ボイジャー2号の遭遇から25周年を記念して、歴史的な遭遇を再現したムービー(下の写真)にも使用されました。 逆行現象や地質学的な活動など、その特徴はさておき、月の風景は驚くべきものになるでしょう。 色とりどりの氷、窒素やアンモニアの噴出、窒素のもや、そして空に浮かぶ海王星の大きな青い円盤に囲まれて地表に立つ人は、まるで幻覚のような体験をすることになるでしょう。 軌道の性質上、月はいずれ海王星の重力の井戸に落ちて壊れてしまいます。 その時、海王星には土星のような巨大なリングができ、その粒子が惑星にも衝突するまでになります。

それもまた見ものです。

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