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  • 1. 天文学概論(第2回) 太陽系 1 ∼多様な惑星たち∼ 東京工業大学 佐々木貴教
  • 2. 太陽系1 ∼多様な天体たち∼ ・太陽系の構成メンバーの紹介 ・各天体(惑星, 衛星など)の特徴のまとめ 次回:太陽系2 ∼最近のトピック∼ ・冥王星が惑星から外れた経緯 ・月を作った巨大天体衝突 ・最新の太陽系探査 ・生命を宿す惑星や衛星を探そう
  • 3. 太陽系の構成メンバーの紹介
  • 4. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星   水星   金星   地球   火星 巨大ガス惑星    木星    土星 巨大氷惑星   天王星   海王星 小天体(小惑星, 太陽系外縁天体, オールトの雲)
  • 5. 各天体の軌道 隕石の母天体 短周期彗星の巣
  • 6. さらに遠くまで広がる太陽系 「オールトの雲」 長周期彗星の巣 = 天文単位(AU) 太陽から地球までの距離 (約1億5000万km)
  • 7. 太陽系の代表的な衛星たち
  • 8. 各天体の特徴のまとめ
  • 9. 太陽
  • 10. 太陽 ・典型的なG2V型の主系列星 ・太陽系質量の99.9%を占める ・半径:69万6000km(地球の109倍) ・質量:2.0 1030kg(地球の33万倍) ・表面温度:6000℃(中心では1500万℃) ・主成分:水素73.5%, ヘリウム25% ・中心核では, 水素の熱核融合反応が進行 ・コロナからは太陽風が吹き出している
  • 11. 主に水素からなる 中心核を持つ
  • 12. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星   水星   金星   地球   火星 巨大ガス惑星    木星    土星 巨大氷惑星   天王星   海王星 小天体(小惑星, 太陽系外縁天体, オールトの雲)
  • 13. 水星 金星 地球 火星 軌道長半径 [AU] 0.39 0.72 1.00 1.52 公転周期 [年] 0.241 0.615 1.000 1.881 質量 [地球 = 1] 0.055 0.82 1.00 0.11 半径 [km] 2440 6052 6378 3396 密度 [kg/m3] 5430 5240 5520 3930 衛星の数 0 0 1 2 地球型惑星の性質
  • 14. 地球型惑星の内部構造 水星 地殻 マントル コア 火星地球 月金星 固体の内核 液体の外核 コア?
  • 15. 水星
  • 16. 水星 ・太陽系で最も小さな惑星 ・太陽からの距離:0.38AU ・半径:2440km(地球の0.38倍) ・質量:3.3 1023kg(地球の0.055倍) ・温度:-183℃(夜)∼427℃(昼) ・月に似たクレーターに覆われた地形 ・巨大な金属核を持っている ・磁場を持っている(成因は未だ不明)
  • 17. 水星のクレーター 月のクレーター クレーター:隕石の衝突によって作られる凹状の地形 水星の表面地形
  • 18. 金星
  • 19. 金星 ・太陽からの距離:0.723AU ・半径:6052km(地球の0.95倍) ・質量:4.9 1024kg(地球の0.815倍) ・温度と気圧:460℃, 90気圧 ・大気成分:二酸化炭素96.5%, 窒素3.5%   → 強烈な温室効果が働いている ・スーパーローテーションという強い風 ・自転の向きが他の惑星とは逆回転
  • 20. 金星表面の地形図 約5億年前に金星全体を覆う溶岩の噴出?
  • 21. 金星大気のスーパーローテーション 4日で金星を一周する高速の風が吹いている (風速 360km/h:自転の約60倍の速度) 原因は未だ解明されておらず, 金星の謎の一つ
  • 22. 地球
  • 23. 地球 ・太陽からの距離:1億4960万km(1AU) ・半径と質量:6378km, 6.0 1024kg ・大気成分:窒素78%, 酸素21% ・太陽系で唯一プレートテクトニクスが存在 ・磁場を持っている(→オーロラが存在) ・太陽系で(おそらく)唯一生命が存在
  • 24. 地球の内部構造 内核(固体) 外核(液体) 下部マントル 上部マントル 地殻 地表 Fe + Ni の合金} }かんらん岩, 輝石 }玄武岩, 花崗岩 地表: 複数のプレートが存在
  • 25. 月 ・人類が降り立った唯一の地球外天体 ・地球からの距離:38万4400km ・半径:1737km(地球の0.27倍) ・質量:7.3 1022kg(地球の0.012倍) ・地球に常に同じ面を向けている ・表面は無数のクレーターに覆われている 表 裏
  • 26. 火星
  • 27. 火星 ・太陽からの距離:1.52AU ・半径:3394km(地球の0.53倍) ・質量:6.4 1023kg(地球の0.11倍) ・温度と気圧:-63℃, 0.006気圧 ・大気成分:二酸化炭素95%, 窒素3% ・水と二酸化炭素の氷から成る極冠 ・南北半球で大きく異なる地形の特徴 ・過去に水が流れたと思われる地形がある
  • 28. 火星の風景
  • 29. 火星の南北非対称地形・極冠 南極 北極
  • 30. 過去に水が流れた跡?
  • 31. 現在も地下に水が存在する可能性 1999年 2005年 新しい崩れ「ガリー」の発見 成因はまだ不明(地下水?) 火星の表面を削ったところ 水の氷が一部に現れた
  • 32. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星   水星   金星   地球   火星 巨大ガス惑星    木星    土星 巨大氷惑星   天王星   海王星 小天体(小惑星, 太陽系外縁天体, オールトの雲)
  • 33. 木星 土星 天王星 海王星 軌道長半径 [AU] 5.2 9.6 19.2 30.1 公転周期 [年] 11.86 29.46 84.02 164.7 質量 [地球 = 1] 317.8 95.2 14.5 17.2 半径 [km] 71490 60270 25560 24760 密度 [kg/m3] 1330 690 1270 1640 衛星の数 49 53 27 13 巨大ガス惑星・氷惑星の性質
  • 34. 巨大ガス惑星・氷惑星の内部構造 木星 土星 天王星 海王星 地球 水素分子 金属水素 水素・ヘリウム・メタンガス マントル(水・アンモニア・メタン氷) コア(岩石・氷)
  • 35. 木星
  • 36. 木星 ・太陽系で最も大きな惑星 ・太陽からの距離:5.2AU ・半径:71492km(地球の11.2倍) ・質量:1.9 1027kg(地球の318倍) ・主に水素とヘリウムから成るガス惑星 ・表面に大きな渦(大赤斑)が見られる ・4つの大きな衛星(ガリレオ衛星)を持つ ・強力な磁場を持つ
  • 37. 刻々と変化する大赤斑 地球2 3個分 高気圧性の渦 350年以上 存在している
  • 38. ガリレオ衛星 イオ エウロパ ガニメデ カリスト
  • 39. イオには活発な火山活動が存在 木星や他のガリレオ衛星からの 潮汐力がエネルギー源か?
  • 40. エウロパには地球外生命の可能性? 内部に液体(状)の水を持つ 生命が存在するかも!? 表面の氷には 無数のひび割れが存在
  • 41. 外側の巨大な2衛星 半径:2631km 太陽系最大の衛星 半径:2400km 内部が未分化な衛星 ガニメデ カリスト
  • 42. 土星
  • 43. 土星 ・太陽からの距離:9.6AU ・半径:60268km(地球の9.4倍) ・質量:5.7 1026kg(地球の95倍) ・主に水素とヘリウムから成るガス惑星 ・太陽系で最も密度が小さい惑星 ・明確に見える環(リング)を持つ (※他の巨大惑星も薄い環を持っている) ・巨大な衛星タイタンを持つ
  • 44. 土星の環(リング) 発見されている環(内側から順に) D環, C環, B環, A環, F環,  ヤヌス / エピメテウス環, G環, E環, パレネ環 環は氷と塵の粒子から成る 土星の潮汐力 > 自己重力 のために破壊が卓越する
  • 45. 衛星タイタン 液体メタンの湖が存在表面には石や氷塊
  • 46. 衛星エンケラドス 氷粒と水蒸気からなる間欠泉 Tiger Stripes 液体の水・有機炭素・窒素が存在
  • 47. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星   水星   金星   地球   火星 巨大ガス惑星    木星    土星 巨大氷惑星   天王星   海王星 小天体(小惑星, 太陽系外縁天体, オールトの雲)
  • 48. 天王星・海王星
  • 49. 天王星・海王星 ・太陽からの距離:19.2AU ・半径:25559km(地球の4倍) ・質量:8.7 1025kg(地球の14.5倍) ・自転軸が黄道面に対して横倒し ・太陽からの距離:30AU ・半径:24764km(地球の3.9倍) ・質量:1.0 1026kg(地球の17倍) ・表面に大きな渦(大暗斑)が見られた 天 王 星 海 王 星
  • 50. 天王星の自転軸が横倒し 以前は自転軸は直立していたかもしれない 他の天体の衝突によって横倒しになった?
  • 51. 消えた海王星の大暗斑 1989年ボイジャー2号によって発見 1994年ハッブル宇宙望遠鏡の観測では消滅 成因や消滅の 原因は未解明
  • 52. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星   水星   金星   地球   火星 巨大ガス惑星    木星    土星 巨大氷惑星   天王星   海王星 小天体(小惑星, 太陽系外縁天体, オールトの雲)
  • 53. 小惑星 メインベルト小惑星  火星と木星の間に存在 トロヤ群小惑星  木星の軌道上に存在 発見された数は 40万個を超える 地球に降ってくる隕石の母天体だと考えられている
  • 54. 太陽系外縁天体 (エッジワース・カイパーベルト天体) 海王星の外側に散在 冥王星もその一部 短周期彗星(P<200年)の巣だと考えられている
  • 55. オールトの雲 長周期彗星(P 200年)の巣だと考えられている 太陽系を球殻状に取り巻く 仮想的な天体群 太陽から1万∼10万AUに 1 1012個ほどの天体? 現在は状況証拠のみで 仮説の域を出ない存在
  • 56. 彗星
  • 57. 彗星 ダストテイル (塵の尾) イオンテイル (イオンの尾) 核:氷と塵が混ざった塊 コマ:核を覆う薄いガス 尾:太陽からの放射圧と   太陽風により形成 太陽系初期の情報を保持

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