ネプチューン：遠くて神秘的 |
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2024年5月19日(日)
海王星は 8 番目であり、2006 年 (冥王星が準惑星に再分類されたとき) 以来、太陽系で最も遠い惑星となっています。太陽からは 45 億キロメートル以上離れており、海王星はほぼ 165 地球年かけてこの星を周回します。つまり、地球上で青色巨星が発見されてからわずか 1 年が経過しており、2 番目の巨人はまだ始まったばかりです。
海王星は、観測ではなく数学的計算によって発見された最初の惑星です。
1834年、英国の科学者T.ハッセーは天王星を観察し、その公転運動のずれに気づき、天王星は近くにある大きな天体の引力の影響を受けていると示唆しました。これは太陽系の別の惑星である可能性があります。
何人かの科学者が研究を始めました。 1841年にケンブリッジのアダムスが、1845年にフランスのル・ベリエが独立して新しい惑星の軌道を計算し、1846年には二人とも海王星の発見者として認められた。
数学者のジョン・クーチ・アダムス（左）とアーバン・ジャン・ジョゼフ・ル・ベリエ（右）の同時研究により、1846 年に世界に惑星海王星の発見がもたらされました。写真はオープンソースより。
最後に、1846 年 9 月 23 日、ベルリン天文台のガレとダレストが計算に基づいて海王星を発見しました。新しい惑星の名前はル・ベリエによって付けられました。その明るい青色のため、この惑星はローマの海の神にちなんで名付けられました。
海王星は青い海と関連付けられています。オープンソースからの画像。
海王星の発見は、I. ニュートンの万有引力理論の正当性を確認し、天体は視覚的な観察だけでなく数学的な計算によっても発見できることを示しました。
興味深いことに、当時、海王星は他の遠方の惑星と同様に、地球に似た岩石であると想像されていました。彼らの発見により、SF 作家たちはこれらの世界に空想上の生き物
「Life on Neptune」を自由に登場させることができました。 1940 年 3 月のファンタスティック アドベンチャーズ誌に掲載された F. R. ポールによるイラスト
、および地球の 900 分の 1 の太陽光を受けるこの遠い世界の表面がどのように見えるかを想像しようとした芸術家たちに宛てたもの:
想像した海王星: 遠い太陽がこの遠くをうまく照らしていないそして寒い世界。
分光分析法と電波望遠鏡の出現によって初めて、科学者たちは、太陽系の 4 つの外惑星には固体の表面がなく、ガス球であり、その中で巨大な圧力下のガスが凝縮して高密度の熱い液体になっていると判断しました。
構造
したがって、海王星は固体表面のないガス球であり、その直径は地球のわずか 4 倍です。巨大な木星と比較すると、海王星は小さく見えます。
太陽系と地球のガス惑星と比較した大きさです。
気温が低い（平均 - マイナス201℃）ため、この惑星は氷の巨人として分類されています。太陽系には天王星と海王星の 2 つしかありません。しかし、天王星とは異なり、海王星には独自の内部熱源があります。惑星の中心部の温度は太陽の表面よりもさらに高く、6700 ～ 7000℃と推定されています。海王星の追加のエネルギー源として何が機能するのかはまだ謎です。遠方の星から受け取る熱量の 2.7 倍の熱を放出することが確認されているだけです。
この惑星の核はケイ素塩と純鉄で構成され、その後にメタン氷、水、アンモニアの氷マントルが続いています。天王星の場合と同様に、ここでの「氷」という言葉は寒さによって凍った液体を意味するのではなく、実際には「熱い氷」と呼ばれる特殊な状態です。惑星のマントルは 2000 ～ 4800°C に加熱され、巨大な圧力によってきつく圧縮されます。地表に近づくと温度が低下し、対流圏の下層では極度に寒い値に達します。
海王星の構造。オープンソースからの画像。
深さ約 7,000 km では、ダイヤモンドの結晶がメタンから形成され、雨の形で核に降り注ぐという仮説があります。
コンピューター モデリングでは、ダイヤモンドの雨が氷の巨人に降る様子が示されています。オープンソースからの画像。
科学者たちは天王星にもダイヤモンドの雨が降ると示唆しています。今のところ、これは氷の巨人の大気圏に探査機を送り込むことによってのみ確認できる理論である。木星のガリレオのように降下して測定することによって、天王星と海王星の性質についてより正確に「教えてくれる」だろう。それまでの間、私たちはダイヤモンドの雨がどれほど素晴らしいスペクタクルになるか想像することしかできません。
大気と天気
海王星のガス殻は主に水素 (80%) とヘリウム (19%) で構成されており、メタンはそれに美しい青色を与えます。赤色スペクトルの光線を吸収し、青緑色のスペクトルを反射します。メタン含有量はわずか 1.5% と少なく、重要なことに、それは天王星の大気中のものとほぼ同じです。しかし、私たちは天王星を淡い青に、海王星を明るい青に見ます。科学者らは、海王星の大気にはメタンに加えて他の元素が含まれており、その存在がこの惑星を巨大な海に似せているのではないかと示唆している。
太陽系のすべての主要な惑星と同様に、海王星の大気には対流圏、成層圏、熱圏、外気圏の 4 つの主要な層があります。科学者が従来、地球 1 個分の気圧の領域であると考えていた地表から遠ざかるにつれて、温度はまず -213℃まで下がり、その後成層圏では -103℃まで上昇します。下層では硫化水素とアンモニアの雲が形成されます。
海王星の雲。コンピューターモデリング。オープンソースからの画像。
惑星の熱圏は異常な +470°C まで温まります。
地球の深部と大気の下層では大きな温度差があるため、太陽系全体で最も強力なハリケーンが海王星で猛威を振るい、その速度は秒速600メートルに達します。海王星の風速はしばしば音速を超えます。
比較のために、地球上で最悪かつ最も破壊的なハリケーンの速度は 58 ～ 90 m/s の範囲です。
木星の大赤斑（GRS）に似た大きな渦が海王星でも見られています。このような最初のボルテックスは、1989 年にボイジャー 2 号が海王星に接近したときに発見されました。その斑点は濃い青色で、インクのしみのように見えました。
海王星の大暗斑です。ボイジャー2号に捕獲された。引き続きKOSMOチャンネルから。
その寸法は13x6.6千km、つまりこの巨大な高気圧は地球に匹敵する大きさです。しかし、3 世紀以上持続した木星の BCP とは異なり、海王星の渦は長く持続しません。1994 年、ハッブルは「塊」が消滅したことを発見しました。
ハッブル画像: スポットはもう存在しません。出典: NASA
その後、地球の他の地域でも渦が発見されました。たとえば、2017 年には、赤道近くの別の場所、
海王星の新しい渦が発見されました。出典: NASA
海王星の渦点は、目立つ明るい白い雲よりも低い高度の対流圏で生まれると考えられています。したがって、斑点は雲の上層にある特異な穴のように見えます。
磁場
海王星は非常に強力な磁場を持っており、その磁場は地球の 27 倍です。それは氷の巨人のマントルの深さで形成され、いくつかの点で天王星の磁気圏との類似点があります。つまり、
1. 磁気軸は惑星の中心に対して 13,500 キロメートル側にシフトしています。
2. 惑星の回転軸は磁気軸から 47°離れています。
天王星と海王星の磁場の類似点。
天王星と海王星の磁場の異常な構成により、科学者たちはこれらの磁場は惑星の内部の上層で起こるプロセスによって生成されるのではないかと理論化しました。
海王星の力線はリンゴのような形をしています。太陽風、つまり太陽から来る帯電粒子の流れは、この規則的な形状を歪め、太陽に面する惑星の側で圧縮します。ここでは、磁場は約 60 万 km にわたって広がり、磁場は太陽からの方向にある 200 万キロメートルの長い尾:
これは、宇宙空間での海王星の磁場がどのように見えるかです。オープンソースからの画像。
磁場は惑星とともに回転し、16 時間ごとに公転します。磁力線が回転すると、平行に配置された磁線が互いに絡み始め、ねじれ、その後再びほどけて平行になります。サイクルは無限に繰り返されます。これは、たった 1 つの海王星の磁気圏に特有の特性です。
指輪
海王星の環の最初の証拠は、1968 年にエドワード・ガイナン率いる天文学者チームによって初めて発見されました。彼らは、海王星の星食を観察し、天王星の場合と同様に「点滅」効果に気づきました。 1984年、星が出現するときではなく、影に入るときにリングが星を覆ったとき、天文学者は海王星のリングが壊れたと仮説を立てました。ボイジャーは、1989 年に近距離からの薄くて暗い環の写真を送信することで、この問題に終止符を打った。
ボイジャー 2 号による海王星の環の写真、1989 年。出典: NASA現在、この惑星の 5 つの環に は
名前が付けられています。これらの名前は、海王星とその衛星トリトンの発見に貢献した科学者に敬意を表して付けられています。 · ルベリエ。 ・ラッセル。 ・アラゴ。 ・アダムス。 それらは氷の巨人から4万2千キロメートルから6万3千キロメートルの距離にあり、水の氷の結晶とケイ素塩で構成されています。リングの赤みがかった色合いは、リング内に有機物が存在することを示唆しています。 海王星の環の図。アークスはアダムスリングです。オープンソースからの画像。 内側のリング - ハレ - は非常に弱く薄暗く、40 ～ 70% の塵で構成されています。その幅は2000kmです。 次のリング、ル ベリエは、惑星から 53,200 km の距離を周回しています。ハレ リングよりもはるかに軽いですが、幅はわずか 113 km です。 ラッセル リングは、ル ベリエ リングとアラゴ リングの間の空間を占めています。これもほこりや小さな粒子が集まった、かすかで見えにくいものです。 次のリングであるアラゴは最も狭く、幅はわずか 100 km です。海王星から57,200kmの距離にあるラッセルリングの明るい端のように見えます。 アダムスリングは最も研究されています。それは不思議なことにグループ化された 5 つの弧で構成されています。それらの安定した位置は力学の法則では説明できません。アークはずっと前に結合して 1 つの連続したリングになっていたはずです。おそらく、彼らの統合は、軌道が非常に近い海王星の衛星ガラテアの重力、またはそれと、衛星の開発レベルが不十分なためにまだ発見されていない、最大6kmの大きさの別の小型衛星の重力によって妨げられている可能性があります。天体観測装置。 アークには次の名前が付けられました。 · 同胞団 (最も明るく、最も長い)。 · 平等 1; · 平等 2; ・ 自由; · 勇気。 興味深いのは、発見以来、アークがその明るさを失い、「同胞団」と両方の「平等」アークが定期的に点滅し、2003年までに「自由」はほとんど何も残っていなかったということです。
アルゴリングの外縁から 2000 km のところに、名前さえ付けられていない幅 500 km の非常にかすかなリングがあります。これは、既知の惑星の 6 番目の環です。名前が明かされていないため、海王星には環が 5 つしかないという記述がよく見られます。おそらく時間の経過とともにリングの明るさが変化し、名前が付けられるでしょう。
そして 2022 年、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、赤外線でリングのある海王星を捉えました。
海王星とそのリングです。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡からの画像。出典: NASA
いくつかの狭くて明るいリングに加えて、画像にはより暗いダストリングも示されており、その多くは可視光では見るのが難しいため、ボイジャー2号が1989年に海王星を訪問して以来初めて撮影されました。
惑星を詳細に研究するために AMS が海王星に送られれば、その環のシステムについて多くの新しいことが分かる可能性が非常に高いです。
研究
これまでのところ、海王星に近づいたのはボイジャー 2 号だけです。1989 年 8 月 24 日、海王星は地表から 4 万 8,000 km の距離を飛行しました。私たちと氷の巨人との間には大きな距離があるため、彼らを研究することは困難です。これらの惑星に関する私たちの知識はすべて、ボイジャー 2 号と地球からの観測から得られています。
しかし、科学は立ち止まっていません。結局のところ、ニュー ホライズンズの装置は 2006 年にさらに遠い冥王星に送られました。 30年代初頭は氷の巨人に探査機を送るのに適した時期であり、NASAは2031年に海王星オデッセイミッションを開始する予定だ。打ち上げが実現すれば、新たな遠征は、今日では解決できない謎のままである多くの疑問に対する答えを見つけるのに役立つだろう。
次回は海王星の衛星へ行きます。
一連のメッセージ「占星術」:
パート 1 -星座別の花
パート 2 -惑星の対応
...
パート 34 -天王星: 太陽系で最も冷たくて青い惑星
パート 35 -天王星の最大 5 つの衛星
パート 36 - 海王星: 遠くて神秘的
