土星

土星の輪の成分 あれってどんな物質から出来てるの!?

太陽系の惑星の中でも、土星はひときわ目を惹く形をしています。つばの広い帽子をかぶったような、あの独特の姿は、地上からも天体望遠鏡で見ることができます。
この土星の美しさの原因でもある土星の輪は、何でできているのか、とても不思議ですよね。

私たちが住む地球も土星と同じ惑星ですが、輪はありません。土星の輪の正体は何なのでしょうか。

土星の輪の成分

土星の輪は、実は無数の小さな粒子でできています。粒子は、その99.9%が水の氷です。わたしたちにも身近な氷が、土星の輪になっているとは驚きですね。
残りの0.1%の成分には、ソリンやケイ素といった物質が含まれています。なんだか聞き慣れない物質ですよね。

ケイ素は、英語ではシリコン(silicon)といい、私たちの生活の中でも使われることが多いシリコン樹脂や、乾燥剤として使われているシリカゲルなどの元となる物質です。一方、ソリンは、地球では自然に発生しない物質です。太陽から見て地球の外側にある、氷でできた天体に存在する物質だとされています。

これらを成分とした岩石が、1cmに充たない小さなものから、10m程の大きさのものまで、土星の周りを回っているのです。

輪は星がくずれたあとの塵からできた

さて、土星の輪を構成する岩石は、どこからやってきて、土星を回るようになったのでしょう。

惑星には、ロッシュ限界、というラインがあります。このラインよりも内がわに近づいた衛星などは、惑星の潮汐力によって破壊されてしまいます。土星の輪は、土星の重力にとりこまれた衛星や彗星などが、ロッシュ限界を超えてしまったことで崩壊してしまい、その残骸が塵や岩石となって輪を形成したのではないか、という説が有力とされています。

このほかにも土星の輪の成分となる物がどこからやってきたのか、については様々な説がありますが、面白いのは、衛星エンケラドゥスに関する説です。

エンケラドゥスは、60個以上もある土星の衛星のうち、6番目に大きな衛星です。近年は、土星探査機のカッシーニの調査によって海があることが分かり、生命存在の可能性も考えられています。

このエンケラドゥスには、大規模な間欠泉があり、そこから噴き出す水やその他の物質が、土星の輪の一部になっているのではないか、という説もあるようです。

土星の輪には大気がある

実は、土星の輪には、土星本体とは全く別に、大気があります。とても薄い大気ではありますが、発生の原因となっているのは、輪の主成分である水の氷なんです。
太陽から届いた紫外線に、氷が反応して水分子が分解し、酸素や水素の大気が発生しているのです。

ほかにも衛星エンケラドゥスから放出されるエネルギーによって、同じように水分子が分解し、水酸化物の大気も発生していると考えられています。

Saturn_HST_2004-03-22

最後に… 実は他の惑星にも輪はある!

太陽系の惑星には、土星のほかにも輪がある惑星が3つあります。木星、天王星、海王星です。木星にも輪があるなんて、びっくりですね!土星を含めたこれらの惑星は、どれもガスでできている巨大な惑星です。土星の輪は天体望遠鏡で見えますが、ほかの惑星については土星の輪ほどの明るさがないため、見えません。

これらの惑星の輪は、土星と同様に、衛星などが惑星に近づきすぎたことによって崩壊した後のちりから形成されたと考えられています。火星にも非常に距離が近い衛星があり、そのうちロッシュ限界を超えて崩壊する可能性があります。どのくらい先のことかはわかりませんが、火星にもリングができるかもしれませんね!

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