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
...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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
 ...
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
20131009
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  1. 1. 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
  2. 2. 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
  3. 3. 冥王星が惑星から外れた経緯
  4. 4. 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
  5. 5. 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?
  6. 6. 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!
  7. 7. 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)
  8. 8. 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」
  9. 9. 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)
  10. 10. 月を作った巨大天体衝突
  11. 11. 太陽系形成標準理論(林モデル) ©Newton Press
  12. 12. 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 ↓
  13. 13. 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
  14. 14. 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
  15. 15. 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!
  16. 16. 最新の太陽系探査
  17. 17. 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
  18. 18. 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
  19. 19. 美しすぎる 土星の姿
  20. 20. 土星から見た地球と月
  21. 21. 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?
  22. 22. 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!
  23. 23. 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
  24. 24. はやぶさが明らかにしたイトカワの姿
  25. 25. 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
  26. 26. 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
  27. 27. 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
  28. 28. 生命を宿す惑星や衛星を探そう
  29. 29. 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
  30. 30. 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」
  31. 31. 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
  32. 32. 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
  33. 33. 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
  34. 34. 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
  35. 35. 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?
  36. 36. 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
  37. 37. 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
  38. 38. 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?
  39. 39. 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
  40. 40. 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
  41. 41. 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
  42. 42. 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

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