海王星の衛星

ジョンズホプキンス大学サビーンスタンリー博士

海王星の発見から数週間以内に、1846年に単一の月が発見されました。ウラヌスと海王星は構成と構造の点で、それらの月のシステムは非常に異なります。海王星には少なくとも14の衛星があることが知られていますが、そのうちの1つであるトリトンだけが球形になるのに十分な大きさです。それを木星の4つの丸い衛星、土星の7つ、天王星の5つの衛星と比較してください。

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トリトンのサイズ

サイズの点では、トリトンは太陽系で7番目に大きい衛星です。システム。チタニア（天王星の最大の衛星）の直径の2倍に近いですが、地球の衛星よりも小さいです。直径は木星の4つの丸い衛星の中で最も小さいヨーロッパよりも約10％小さくなっています。トリトンは、木星のガニメデまたは土星のタイタンの直径の約半分です。ただし、トリトンは土星の衛星タイタンよりも約10％密度が高く、トリトンの岩石の割合が大きく、氷の割合が小さいことを示唆しています。おそらく岩と氷です。

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不規則衛星であるトリトン

氷は、タイタンとトリトンの両方が地球の衛星よりもはるかに密度が低い理由です。トリトンが太陽系の他のすべての大きな丸い衛星と比較して本当に特別なのは、それが不規則衛星であるということです。つまり、ネプチューンを取り巻く降着円盤からは形成されなかったということです。代わりに、トリトンは過去のある時点で海王星の重力に捕らえられました。軌道が逆行しているため、トリトンが捕らえられた月であることがわかります。

トリトンは、海王星が回転しているのとは反対の方向に海王星を周回しています。これは、トリトンが海王星の周りの降着円盤から形成されなかったことの重要な兆候です。トリトンの軌道も海王星の赤道に対して約23°傾いています。これは、トリトンが捕獲された物体であることを示すもう1つの兆候です。

トリトンはどこから来たのですか？

では、Tritonはどこから来たのですか？おそらく、それはカイパーベルトから来ました。これは、海王星の軌道を少し超えた太陽系の領域であり、トリトンと同じサイズの他の多くの既知の氷の物体があります。最も有名なカイパーベルトの居住者は冥王星です。冥王星を含むいくつかのカイパーベルトオブジェクトは、海王星の軌道と交差する楕円軌道を持っていることが知られています。したがって、これらのオブジェクトの1つが過去に海王星と遭遇し、海王星の重力によって捕らえられた可能性があることはそれほど驚くことではありません。

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海王星に対するトリトンの捕獲の影響

今、海王星を捕獲することは、海王星と海王星システムの両方にその犠牲を払っていただろう。海王星に球形の通常の衛星がないのは偶然ではないかもしれません。

海王星が元々、降着円盤から形成された通常の衛星のシステムを持っていたと想像してみてください。その後、トリトンがバレルインし、トリトンとこれらの衛星の間の重力相互作用が軌道を混乱させた可能性があります。おそらく、大きな離心率や傾斜を与え、海王星に衝突したり、海王星システムから完全に脱出したりします。

ネレイド、海王星の小さな月がその証拠かもしれません。 Faraway Nereidは、トリトンの捕獲中の重力相互作用の結果である可能性がある非常に偏心した軌道を持っています。

これは、ビデオシリーズAフィールドガイドからのトランスクリプトです。惑星。グレートコースプラスで今すぐご覧ください。

トリトンへの捕獲の影響

そして、自由飛行からどのように進んだか捕獲された月へのカイパーベルトオブジェクトはトリトンに影響を与えますか？捕獲以来、海王星の潮汐力は、トリトンの回転をスピン軌道共鳴にするように作用してきました。トリトンは、月が地球と同じように、常に海王星に向かって1つの顔を保ち、非常に円軌道を移動します。

トリトンは海王星に非常に近い軌道を回っています。月が地球を周回するよりも約10％近くなっています。また、海王星の直径は地球の約4倍であるため（トリトンは地球の月よりも直径が約20％小さいことを考えると）、これは、海王星の表面から、地球の月とほぼ同じサイズのトリトンが空に現れることを意味します。不規則衛星が惑星のホストの近くを周回することは非常に珍しいことです。

トリトンの軌道の予測

ネプチューンの近くでトリトンに作用する潮汐力は、月。まず、潮汐力がトリトンの軌道を変えています。トリトンはゆっくりと海王星に向かって内側に向かって渦巻いています。予測によると、約35億年で海王星のロッシュ限界に達するとのことです。その時点で、トリトンは海王星の圧倒的な潮汐力から離れ始めます。

数十億年後、太陽が赤色巨星に変わり、地球が住めなくなった頃にトリトンに移動することを考えていたとしても、驚かないでください。月ではなくネプチューンの周りの新しい環系。

トリトンの表面

潮汐力はトリトンを内側に引っ張るだけではありません。これらの潮汐の相互作用はまた、トリトンの内部を伸ばしたり曲げたりして、加熱を引き起こします。この加熱により、トリトンの表面に地質学的活動が発生しました。トリトンの私たちの最高の景色は、ボイジャー2号のフライバイから来ました。最も近いアプローチは月から40,000キロメートルで、ボイジャーはトリトンの表面の40％を画像化することができました。

残りの60％は謎のままです。しかし、その40％は、地質学的に豊かで多様な世界を表しています。表面の半分以上が冷凍窒素で覆われています。残りは、ウォーターアイスと冷凍二酸化炭素の組み合わせ、つまりドライアイスです。

ピンクがかった色合いまたはトリトンのソリン

表面に有機化合物が存在するため、表面はピンクがかった色合いになります。これらは、土星の衛星タイタンで見たようなソリンかもしれません。これらは、メタンが日光によって分解され、その成分がより大きな有機分子に再構築されたときに発生する可能性があります。

トリトンの表面のクレーターやその他の地質学的変化

表面は標識で覆われています地質学的変化の、しかしトリトンに多くのクレーターはありません。クレーターカウントは、トリトンの表面が非常に若く、最も古い地域が約5,000万年前であることを示しています。最年少の地域は約600万年前と推定されています。それでも、トリトンは他の世界で見られる尾根、谷、崖、火山の平原を表示します。

トリトンの西半球のマスクメロンのような形

しかし、太陽系の他の場所では見られない地形もあります。画像化された西半球の部分では、トリトンはマスクメロンのように見えます！ここの表面は、直径約30 kmの不規則なパターンのくぼみやくぼみ、高さ数百メートルの尾根で覆われています。いくつかの場所では、尾根は木星の月エウロパの表面を彷彿とさせ、氷の殻の構造運動を示しています。

マスクメロンの地形がどのように形成されたかはわかりません。 1つの仮説は、より暖かい固い氷のプルームが表面に押し上げられ、ピットの周囲に隆起した領域が生じる場所に尾根とピットが形成されるというものです。

トリトンの南極地域の異なる地形

トリトンの南極地域は、非常に異なる地形を示しています。ここでは、間欠泉で覆われた冷凍窒素氷冠が見えます。これらの間欠泉は、トリトンの大気中に窒素ガスを噴出します。ボイジャー2号は進行中の噴火も捉え、プルームの高さは8kmに達しました。これらの窒素の噴火は、私たちが活発な噴火を観察した太陽系の世界の選択されたグループにトリトンを置きました。他は木星の衛星イオで、硫黄が豊富なマグマを噴出します。そして、水氷を噴出させるヨーロッパ。土星の衛星エンケラドゥスは水氷を噴出します。そしてもちろん、マグマを噴出する地球。

トリトンの風と雲の証拠

ボイジャー2号では、トリトンの表面から約1km上に窒素雲のスポットも見られました。トリトンに風が吹いている証拠もあります。風を直接測定することはできませんが、トリトンの間欠泉からの窒素ガスの噴煙が風によって吹き飛ばされます。

プルームは大気からほこりや有機粒子を集め、風に吹かれて最終的に表面に落下します。間欠泉から約150キロの長さの風に吹かれた塵の跡を見ることができます。また、トレイルはすべて間欠泉の同じ側にあります。つまり、トリトンの風向を測定することもできます。

トリトンの季節

トリトンはまた、それぞれ約40地球年の長さの海王星の非常に長い季節を経験します。トリトンは海王星の周りに傾斜軌道を持っているため、海王星の年の一部の間、トリトンの極が太陽を指すようにジオメトリが機能します。これにより、一方の半球が一定の日光に、もう一方の半球が一定の夜に保たれます。これは天王星とその衛星のいくつかのシナリオに似ていますが、それはさらに長く続きます。

Tritonの季節変化の観測

Tritonの季節変化のヒントはすでに観測されています。まず、月が薄くなったり、赤くなったりしているように見えます。これは、新しい凍結窒素層が落下して表面のソリンを覆っていることが原因である可能性があります。おそらくより多くの窒素の蒸発を引き起こす表面の温暖化のために、大気が厚くなっているというヒントもあります。

海王星の他の衛星

ボイジャー2号が惑星を訪れるまで、海王星を周回することが知られているのはトリトンとネレイドだけでした。ボイジャーはさらに6つの小さな衛星を発見し、その後、地球ベースの望遠鏡を使用して他の衛星を発見しました。海王星の環内の海王星の軌道の最も内側の4つの衛星は、土星と天王星のいくつかの環に見られるものと同様に、いくつかの環を非常に狭く保つことに羊飼いの影響を与える可能性があります。

海王星の環

海王星の環は、天王星の環と同じようにかなり暗いです。しかし、海王星の環を構成する粒子は、天王星の家のサイズのリング粒子に対するバスケットボールではなく、マイクロメートルサイズの塵です。これにより、海王星の環は木星のものに似たものになります。 1977年の掩蔽研究から天王星の指輪が偶然発見されたことが、科学者たちが同様の方法を使って海王星の周りの指輪を見つけようとした理由です。

しかし、ネプチューンでリングを検出することは、掩蔽研究にとってより困難であることが証明されました。最終的に、1989年のボイジャー2号のフライバイは、海王星の周りに5つの環を最終的に発見しました。リングのうち3つは狭く、他の2つははるかに広いです。

海王星の衛星に関する一般的な質問