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    20131009 20131009 Presentation Transcript

    • 天文学概論(第3回) 太陽系 2 ∼最近のトピック∼ 東京工業大学 佐々木貴教
    • 太陽系2 ∼最近のトピック∼ (1) 冥王星が惑星から外れた経緯 (2) 月を作った巨大天体衝突 (3) 最新の太陽系探査 (4) 生命を宿す惑星や衛星を探そう
    • 冥王星が惑星から外れた経緯
    • 水金地火木土天海冥X 2006年8月24日 国際天文学連合 (IAU) 総会で「惑星の定義」を決定  → 冥王星が惑星から外れ, 準惑星となる
    • 冥王星は ヘン な惑星だった 地球の月よりも小さい一方, 巨大な衛星カロンを持つ 他の惑星と比べて, 軌道が大きくゆがんでいる ∼2001年 カイパーベルト天体の ひとつではないか?
    • 冥王星より大きな天体の発見 2005年 冥王星より大きな天体 2003UB313 (エリス) が発見される 2400 第10惑星!? 「惑星の定義」を明確にしよう!
    • 12惑星案の「惑星の定義」 ① ほぼ球形である ② 恒星の周りを回り, かつ恒星でも衛星でもない ③ 共通重心が他の天体の内部にないものは, これを   衛星とは見なさず, 多重惑星とする ③ 月は衛星 カロンは惑星 惑星が3つ増える カロン (冥王星との二重惑星) エリス (最大のカイパーベルト天体) ケレス (最大のメインベルト小惑星)
    • ① ほぼ球形である ② 太陽の周りを回り, かつ恒星でも衛星でもない ③ その軌道周辺で他の天体を一掃している 冥王星, カロン, エリス, ケレスは ③ の条件を満たしていない 準惑星(Dwarf Planet) ① ほぼ球形である ② 太陽の周りを回り, かつ恒星, 惑星, 衛星ではない ③ その軌道周辺に他の天体が存在している 8惑星案の「惑星の定義」
    • 8つの惑星と3つの準惑星 惑星 準惑星 水 金 地 火 木 土 天 海 冥王星 エリス ケレス マケマケ (2008年7月) ハウメア (2008年9月) = 5 (今後も増える可能性あり)
    • 月を作った巨大天体衝突
    • 太陽系形成標準理論(林モデル) ©Newton Press
    • 微惑星の合体成長 数kmサイズの 微惑星が形成 互いに衝突・合体 を繰り返し成長 ↓ 暴走成長により 少数の微惑星が急成長 火星サイズの 原始惑星が形成 ↓
    • ジャイアントインパクト 原始惑星同士の巨大天体衝突を繰り返し, 現在の惑星へ
    • 月の起源説 捕獲説 分裂説 双子説 原始地球が高速回転によりふくらみ, その一部がちぎれて月が誕生 地球軌道付近での微惑星の集積により, 地球とは独立に月が形成 地球とは別の場所で作られた月が, 地球の近くを通ったときに捕らえられた 分裂の力学的条件が極めて厳しい 月の内部構造が説明できない 天体を捕獲する確率は極めて低い
    • 巨大天体衝突による月形成 原始地球に火星サイズの 原始惑星が衝突 飛び散った破片が地球の 周囲に円盤を形成 円盤中で月が誕生!
    • 最新の太陽系探査
    • 月探査機「かぐや」 2007年9月 打ち上げ 2007年10月 月周回軌道へ投入 2009年6月 運用終了・衛星本体は月へ落下 月の詳細なデータや高解像度の画像・動画を取得
    • 土星探査機「カッシーニ」 1997年10月 打ち上げ 2004年6月 土星軌道に投入 2004年12月  タイタンにホイヘンス探査機を投入 2017年5月まで探査を続ける予定 土星の6つの衛星・1つの環を新しく発見 土星の環の消失現象を観測 タイタン上での降雨や流水現象を確認
    • 美しすぎる 土星の姿
    • 土星から見た地球と月
    • 彗星探査機「スターダスト」 1999年2月 打ち上げ 2004年1月  ヴィルト第2彗星に到着  彗星から出る塵を採取 2006年1月 地球に帰還 彗星は主に大量の氷からなる → 低温環境で形成 塵の中に結晶質シリケイトが存在 → 高温環境で形成 太陽系形成時に大規模に物質が混ざった証拠?
    • 小惑星イトカワと探査機「はやぶさ」 2003年5月 打ち上げ 2005年夏∼  小惑星イトカワに到着  表面の観測  表面物質の資料採取(?) 2010年6月 地球に帰還 2010年10月 資料中から微粒子を検出! 小惑星への到着は工学実験探査機としての快挙 小惑星の物質は太陽系の謎を解く鍵を与える!
    • おかえりなさい「はやぶさ」 2010年6月13日 はやぶさは無事に地球に帰還
    • はやぶさが明らかにしたイトカワの姿
    • 小惑星表面の微粒子の採取に成功! 微粒子から小惑星への 進化を解く鍵を与えた
    • 火星探査ローバー「キュリオシティ」 2011年11月 打ち上げ 2012年8月 火星のクレーター内の山に着陸 大量の科学探査機器を搭載・生命存在可能性を調査
    • キュリオシティ5つの新発見 1. 火星がかつて生命居住可能な環境だったことを確認 2. 過去の川床の跡を発見 3. 有人探査に備えた自然放射線量の測定 4. 火星の大気にメタンがほとんどないことを確認 5. ゲイル・クレーター内の岩の多様性が判明
    • 生命を宿す惑星や衛星を探そう
    • 生命を宿す可能性のある太陽系内天体 火星   エウロパ (木星の衛星)   タイタン (土星の衛星) =液体(水)が存在する天体
    • 火星∼過去に温暖湿潤な気候? ・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を持つ ・過去に水が流れたと思われる地形がある   → 過去に温暖湿潤な気候を持っていた? ・現在も地下に液体の水が存在する可能性 ・火星隕石中から発見された「生物の痕跡」
    • 昔の火星が温暖湿潤な 気候だったことを示唆 過去に水が地表を流れた跡
    • 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 現在も地下に水が存在する可能性
    • 火星には原始生命が存在した? 生物の痕跡!? 1996年8月 火星隕石中の原始生命体の痕跡が       科学雑誌「Science」に掲載される 様々な議論が行われてきたが、未だ結論は出ず
    • 生命を宿す可能性のある太陽系内天体 火星   エウロパ (木星の衛星)   タイタン (土星の衛星) =液体(水)が存在する天体
    • エウロパ∼地下に広がる海に生命? ・木星のガリレオ衛星の一つ ・半径:1569km(地球の0.25倍) ・質量:4.8 1022kg(地球の0.008倍) ・表面は厚さ3km以上の氷で覆われている ・表面の氷には無数のひび割れが見られる ・強い潮汐力により内部の氷が溶けている?   → 天体内部に液体(状)の海が存在?
    • 内部に液体(状)の水を持つ 赤っぽい地表とひび割れ → 地下水が吹き出た跡? エウロパの地下に広がる海
    • 生命を宿す可能性のある太陽系内天体 火星   エウロパ (木星の衛星)   タイタン (土星の衛星) =液体(水)が存在する天体
    • タイタン∼メタンの湖に生命? ・土星の最大の衛星 ・半径:2576km(地球の0.4倍) ・質量:1.35 1023kg(地球の0.023倍) ・厚い窒素大気を持っている ・表面にメタンの湖が存在している ・地表ではメタンの霧雨が降っている   → 地球に似た地形や気象現象が存在?
    • 探査機カッシーニによって撮影されたメタンの湖 タイタンの表面に存在するメタン湖
    • 生命を宿す可能性のある太陽系内天体 火星   エウロパ (木星の衛星)   タイタン (土星の衛星) =液体(水)が存在する天体
    • 土星の衛星エンケラドス 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
    • 水が液体で 存在できる領域 太陽系外惑星に生命は存在するか? ハビタブル・プラネット