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天文学概論4
- 1. 天文学概論（第４回） 太陽系 1 ∼多様な惑星たち∼ 東京工業大学 佐々木貴教
- 2. 自己紹介 ❖ 佐々木 貴教（ささき たかのり） ❖ 東京工業大学 大学院理工学研究科 地球惑星科学専攻 学術振興会特別研究員（PD） ❖ 2008年3月に東京大学で学位を取得 ❖ 専門は 惑星の形成と進化 の理論研究 惑星系はどのようにして作られるのか 惑星系はどのように進化していくのか 我々は何処から来て何処へ行くのか？ 生命を宿す 第二の地球 を探そう！
- 3. 連絡先 ❖ Sasaki Takanori Online：http://sasakitakanori.com 佐々木貴教 で検索してもすぐ見つかります 講義資料や参考図書の情報などを掲載します ❖ メール：takanori@geo.titech.ac.jp 本講義全体の代表メールアドレス 講義の感想, 質問, 要望, 相談 惑星科学全般についての質問 研究や研究者についての質問
- 4. 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 （※最後まで終わらなかったら次回に持ち越し） 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 ・太陽系の化石：隕石と小天体 ・生命を宿す惑星や衛星を探そう
- 6. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星 水星 金星 巨大ガス惑星 巨大氷惑星 地球 木星 天王星 火星 土星 海王星
- 7. 各天体の軌道 短周期彗星の巣 隕石の母天体
- 8. さらに遠くまで広がる太陽系 天文単位（AU） 太陽から地球までの距離 （約1億5000万km） 「オールトの雲」 ＝ 長周期彗星の巣
- 9. 太陽系の代表的な衛星たち
- 10. 各天体の特徴のまとめ
- 11. 太陽
- 12. 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 10 30kg（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
- 13. 主に水素からなる 中心核を持つ
- 14. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星 水星 金星 巨大ガス惑星 巨大氷惑星 地球 木星 天王星 火星 土星 海王星
- 15. 地球型惑星の性質 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
- 16. 地球型惑星の内部構造 固体の内核 液体の外核 コア？ 水星 金星 地球 月 火星 地殻 マントル コア
- 17. 水星
- 19. 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
- 20. 金星
- 21. 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
- 22. 金星表面の地形図
- 24. 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
- 25. 地球
- 26. 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
- 27. 地球の内部構造 地表 地殻 } 玄武岩, 花崗岩 上部マントル 下部マントル } かんらん岩, 輝石 外核（液体） } Fe + Ni の合金 内核（固体） 地表： 複数のプレートが存在
- 29. 火星
- 30. 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
- 31. 火星の風景
- 32. 火星の南北非対称地形・極冠 南極 北極
- 33. 火星の南北非対称地形・極冠 南極 北極
- 34. 過去に水が流れた跡？
- 35. 過去に水が流れた跡？
- 36. 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
- 37. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星 水星 金星 巨大ガス惑星 巨大氷惑星 地球 木星 天王星 火星 土星 海王星
- 38. 巨大ガス惑星・氷惑星の性質 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
- 39. 巨大ガス惑星・氷惑星の内部構造 地球 木星 土星 天王星 海王星 水素分子 水素・ヘリウム・メタンガス 金属水素 マントル（水・アンモニア・メタン氷） コア（岩石・氷）
- 40. 木星
- 42. 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
- 43. ガリレオ衛星 イオ エウロパ ガニメデ カリスト
- 45. エウロパには地球外生命の可能性？ 表面の氷には 無数のひび割れが存在 内部に液体(状)の水を持つ 生命が存在するかも！？
- 46. 外側の巨大な２衛星 ガニメデ カリスト 半径：2631km 半径：2400km 太陽系最大の衛星 内部が未分化な衛星
- 47. 土星
- 49. 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
- 50. 衛星タイタン 表面には石や氷塊 液体メタンの湖が存在
- 51. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星 水星 金星 巨大ガス惑星 巨大氷惑星 地球 木星 天王星 火星 土星 海王星
- 52. 天王星・海王星
- 53. 天王星・海王星 ・太陽からの距離：19.2AU 天 ・半径：25559km（地球の4倍） 王 ・質量：8.7 1025kg（地球の14.5倍） 星 ・自転軸が黄道面に対して横倒し ・太陽からの距離：30AU 海 ・半径：24764km（地球の3.9倍） 王 ・質量：1.0 10 26kg（地球の17倍） 星 ・表面に大きな渦（大暗斑）が見られた
- 54. 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？
- 55. 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 成因や消滅の 原因は未解明 1994年ハッブル宇宙望遠鏡の観測では消滅
- 56. 太陽系の構成メンバー 地球型惑星 水星 金星 巨大ガス惑星 巨大氷惑星 地球 木星 天王星 火星 土星 海王星 小天体（小惑星, 太陽系外縁天体, オールトの雲）
- 57. 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
- 58. 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
- 59. オールトの雲 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 長周期彗星（P 200年）の巣だと考えられている
- 60. 彗星 へール・ボップ彗星 ウェスト彗星
- 61. 彗星 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 ダストテイル 太陽風により形成 （塵の尾） 太陽系初期の情報を保持
- 62. 宿題 ❖ 太陽系の天体の中から好きな天体を一つ選び、その特徴を 自分なりにまとめる（惑星・衛星・小天体どれでも可） ❖ A4用紙（枚数や形式は問わない） ❖ 次回の講義の最初に回収 ❖ 所属学科・学年・学籍番号・氏名を明記 ❖ 返却できない可能性が高いので、必要な場合はコピーを 手元に残しておいてください
- 63. 連絡先 ❖ Sasaki Takanori Online：http://sasakitakanori.com トップページに講義資料へのリンクを載せておきます 今日の講義の資料も明日中には載せる予定 参考図 書 ❖ メール：takanori@geo.titech.ac.jp 講義の感想, 質問, 要望, 相談 惑星科学全般についての質問 研究や研究者についての質問