NASAによる土星の概要(詳細)

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オリジナル記事:Saturn: In Depth

訳者注

概要に続く形で土星について説明されています。

土星発見当初は、土星の環は取っ手や腕のように見られていた

ガリレオは、最初は土星は3つの天体から構成されると考えていた

望遠鏡が高精度になり、やがて土星の環や間隙が明らかにされた

土星の大気には、地球の最強のハリケーンの4倍以上の猛烈な風が吹いている

土星の衛星は53個確認されているが、未確定が9個あり最大62個になる

土星の中心には岩、氷などによる超高圧で高熱の固体のコアがある

土星のオーロラは地球と違い土星自身の強力な磁場の影響で発生している

土星の名前はローマの神の名前にちなんでいる

記事本文

Saturn was the most distant of the five planets known to the ancients. In 1610, Italian astronomer Galileo Galilei was the first to gaze at Saturn through a telescope. To his surprise, he saw a pair of objects on either side of the planet. He sketched them as separate spheres, thinking that Saturn was triple-bodied. Continuing his observations over the next few years, Galileo drew the lateral bodies as arms or handles attached to Saturn. In 1659, Dutch astronomer Christiaan Huygens, using a more powerful telescope than Galileo’s, proposed that Saturn was surrounded by a thin, flat ring. In 1675, Italian-born astronomer Jean-Dominique Cassini discovered a “division” between what are now called the A and B rings. It is now known that the gravitational influence of Saturn’s moon Mimas is responsible for the Cassini Division, which is 4,800 kilometers (3,000 miles) wide.

Like Jupiter, Saturn is made mostly of hydrogen and helium. Its volume is 755 times greater than that of Earth. Winds in the upper atmosphere reach 500 meters (1,600?feet) per second in the equatorial region. In contrast, the strongest hurricane-force winds on Earth top out at about 110 meters (360 feet) per second. These super-fast winds, combined with heat rising from within the planet’s interior, cause the yellow and gold bands visible in the atmosphere.

In the early 1980s, NASA’s two Voyager spacecraft revealed that Saturn’s rings are made mostly of water ice, and they imaged “braided” rings, ringlets, and “spokes” – dark features in the rings that form and initially circle the planet at different rates from that of the surrounding ring material. Saturn’s ring system extends hundreds of thousands of kilometers from the planet, yet the vertical height is typically about 10 meters (30 feet) in the main rings. During Saturn’s equinox in autumn 2009, when sunlight illuminated the rings edge-on, Cassini spacecraft images showed vertical formations in some of the rings; the particles seem to pile up in bumps or ridges more than 3 kilometers (2 miles) tall.

We’ve discovered 53 confirmed moons and another 9 provisional moons (for a possible total of 62 moons).

Saturn’s largest satellite, Titan, is a bit bigger than the planet Mercury. (Titan is the second-largest moon in the solar system; only Jupiter’s moon Ganymede is bigger.) Titan is shrouded in a thick, nitrogen-rich atmosphere that might be similar to what Earth’s was like long ago. Further study of this moon promises to reveal much about planetary formation and, perhaps, about the early days of Earth. Saturn also has many smaller “icy” satellites. From Enceladus, which shows evidence of recent (and ongoing) surface changes, to Iapetus, with one hemisphere darker than asphalt and the other as bright as snow, each of Saturn’s satellites is unique.

At Saturn’s center is a dense core of rock, ice, water, and other compounds made solid by the intense pressure and heat. It is enveloped by liquid metallic hydrogen, inside a layer of liquid hydrogen – similar to Jupiter but considerably smaller. Saturn’s magnetic field is smaller than Jupiter’s but still 578 times as powerful as Earth’s. Saturn, the rings, and many of the satellites lie totally within Saturn’s enormous magnetosphere, the region of space in which the behavior of electrically charged particles is influenced more by Saturn’s magnetic field than by the solar wind. Aurorae occur when charged particles spiral into a planet’s atmosphere along magnetic field lines. On Earth, these charged particles come from the solar wind. Cassini showed that at least some of Saturn’s aurorae are like Jupiter’s and are largely unaffected by the solar wind.

The next chapter in our knowledge of Saturn is being written right now by the Cassini-Huygens mission. The Huygens probe descended through Titan’s atmosphere in January 2005, collecting data on the atmosphere and surface. The Cassini spacecraft, orbiting Saturn since 2004, continues to explore the planet and its moons, rings, and magnetosphere. The Cassini Equinox Mission studied the rings during Saturn’s autumnal equinox, when the Sun was shining directly on the equator, through 2010. Now the spacecraft is seeking to make exciting new discoveries in a second extended mission called the Cassini Solstice Mission, which continues until September 2017.

How Saturn Got its Name
Saturn is named for the Roman god of wealth and agriculture, among other things. The Greek equivalent was Cronos, father of Zeus/Jupiter. Other civilizations have given different names to Saturn, which is the farthest planet from Earth that can be observed by the unaided human eye.

日本語訳:

土星は古代人に知られている5つの惑星の中で最も遠い星でした。土星をよく観察したのは、 1610年にイタリアの天文学者ガリレオ・ガリレイが望遠鏡で見たのが最初でした。驚いたことに、ガリレオは土星の両側にも何かしらの物体があることを見つけました。当初ガリレオは土星が3つの別々の天体で構成されていると考えてスケッチしました。その後数年間の観察により、ガリレオは土星に取り付けられた腕やハンドルのようなものを土星の横方向に描きました。 1659年には、オランダの天文学者クリスチャン・ホイヘンスは、ガリレオのより高性能な望遠鏡を使用して、土星は薄く、平らな環に囲まれているのではないかと提案しました。 1675年には、イタリア生まれの天文学者ジャン-ドミニク・カッシーニが、現在A環とB環と呼ばれる環の間の「間隙」を発見しました。現在では、土星の衛星のミマスの重力の影響でカッシーニの間隙ができたと考えられています。その幅は4,800キロ(3,000マイル)あります。

木星のように、土星は主に水素とヘリウムで構成されています。その体積は地球の755倍です。土星の大気の上のほうでは、赤道域で風速が毎秒500メートル(1,600フィート)に達します。それとは対照的に、地球では最強のハリケーンであっても毎秒約110メートル(360フィート)程度の風速しかありません。これらの超高速風が、土星の内部から上昇する熱と組み合わさり、大気中の黄色と金色の縞模様に見えるのです。

1980年代の初めに、NASAの2つのボイジャー探査機が土星の環は大部分が水や氷でできていることを明らかにし、「編み込み構造」の環と、リングレットと、「スポーク」(環に見える暗い部分で、他の物体とは異なる速度で土星を周回しているもの)を画像化することに成功しました。土星の環は、土星から数百ないし数千キロの広がりを持ち、メインリングの垂直方向の高さは約10メートル(30フィート)です。2009年の秋の土星の秋分の期間の間にカッシーニが太陽光で土星の環を浮かび上がられるようにして撮影した画像は、幾つかの土星の環の垂直方向の構成を明らかにし、粒子が3キロ(2マイル)以上の高さの凹凸や畝に積み上がっているかのように見えます。

私たちは土星の衛星を53個確認していて、暫定が9個あります(衛星の数は全部で62個になる可能性があります)。

土星の最も大きな衛星はタイタンで、水星よりも大きいです(タイタンは太陽系で2番目に大きな衛星で、木星の衛星ガニメデに次ぎます)。タイタンは厚い、窒素に富んだ大気に覆われていて、あたかも太古の地球のようです。この衛星をさらに詳しく研究することで、天体間についてのことがわかるでしょうし、場合によっては地球の初期の状態についてもわかることがあるかもしれません。土星は他にも多くの小さな氷の衛星を持っています。エンケラドスからは、最近(あるいは現在も)まで地殻変動があった証拠があり、イアペトゥスは半分がアスファルトよりも暗く、半分は雪のように明るい衛星です。土星の衛星は、どれもこれもとてもユニークです。

土星の中心には岩、氷、その他の物質による高圧で高熱の固体のコアがあります。内部に液体金属水素を持つ液体水素の層で覆われており木星に似てはいますが、それよりかなり小型です。土星の磁場は、木星よりも小さいですが、それでも地球の578倍の強さです。土星、土星の環、および多くの土星の衛星で構成される巨大な磁気圏は、太陽風よりも荷電粒子の挙動に多くの影響を及ぼす空間です。オーロラは荷電粒子が磁力線に沿って土星の大気中に螺旋状に移動する際に発生します。地球上では、これらの荷電粒子は太陽風から来ています。カッシーニは土星のオーロラの少なくとも幾つかは、木星のオーロラと同じようなもので、太陽風によってほとんど影響を受けていないことを示しました。

ここから先の土星についての知識は、今まさにカッシーニ・ホイヘンスのミッションで明らかにされつつあります。ホイヘンスのプローブは2005年1月にタイタンの大気を通過して大気と地表のデータを収集しました。カッシーニ探査機は2004年から土星の軌道上に位置して、土星本体と衛星と環と磁場についての観測を続けています。カッシーニの2010年までの中点での観測ミッションは、土星の赤道付近で太陽光に明るく照らされる土星の秋分の期間中に土星の環を観測しました。今は2017年9月までの新たな発見が期待されるカッシーニソルスティスミッションという第二の拡張ミッションを実施中です。

土星という名は、どのようにして付いたのか?

土星という名前は、富と農業のローマの神にちなんで命名されています。ギリシャの神でいえばクロノスで、ゼウス/ジュピターの父でした。他の文化圏では、人間の裸眼で観ることができる中では地球から最も遠い惑星である土星に、異なる名前を与えています。

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