DS930810のブログ

筆者は自然や自然現象に関心が相当あるので自然に関する記事(天文, 地理, 生物)を書いていきたいと思います。かつては1日2記事を適当な時間に投稿していましたが今のところは午後6時に1記事投稿する形にしています。

巨大なリングを持つ太陽系第二の惑星、土星 実は地球の100倍も重くない?

今日は土曜日と言うことなので土星について紹介していきたいと思います

 

ご存知の通り、土星は巨大なリングをもつことで有名です。リングで忘れがちですが土星は木星に次ぐ巨大な惑星であり、太陽系の中では二番目に大きいです。

また、それ以外にも土星には面白い特徴がありますのでそれについても書いていきたいです。

 

1. 巨体と巨大なリングをもつ惑星、土星

土星の直径は赤道面では120,536kmと金星の10倍ほどの直径を持ち、地球の9.45倍ほどの直径を持つ巨大な惑星です。ここで赤道面と書きましたが土星は太陽系の惑星の中で最も扁平な惑星であり、極の直径は108,728kmと赤道面に比べて1割程度小さいです。

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木星には及ばないものの土星は地球を圧倒する大きさを保持しており、当然質量も数百倍...と言いたいものの実はたったの95倍程度しか質量はありません。

この巨体で95倍なので密度は当然小さく、なんと0.7g/㎤しかありません。

有名なフレーズですが土星は水に浮くと言いますがこれは本当のことです。

土星と木星、同じガス惑星であっても密度は倍ぐらい違います。

 

また、表面重力は木星は地球を圧倒していましたが土星はと言いますと...

たったの10.44m/s2しかありません。

あれっ確か地球の表面重力は9.81m/s2あったような?

その通りで土星の表面重力は地球と大差ありません。

これはもちろん土星が非常に軽いことが原因であり、そのことにより、地球と大差ない重力となっています。

 

自転速度に関して言いますと赤道と極では速度が異なるのでここでは赤道方面について書いていきたいと思います。

自転周期は10.233時間であり、木星と同様に高速自転をしています。時速に換算すると約37,000kmであり、木星と違い、1時間で地球を一周するほどではありませんがそれでも地球と比較すると圧倒的に早いです。

 

また、言うまでもありませんが土星は太陽から非常に遠く、1,426,725,400km(平均)も離れており、これは地球の約9.54倍も離れています。これだけ離れているので公転周期は29年半もかかります

ちなみに古代から発見されている惑星の中では一番遠いです。

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内側から地球、木星、土星軌道

 

これだけ離れていると当然温度も低く、マイナス130℃程しかありませんが

思ったほど低くはなく、これは土星内部に熱源があり、この影響で極端に温度が下がらないようになっているからです。

では、その内部構造はどうなったいるかと言うと...

 

 

 

2. 土星の内部構造

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参照 : Saturn

URL : https://www.emaze.com/@AOCQZORI

 

まあ、順を追って説明していきますと土星には250kmに及ぶ大気の層があります。大気の層を潜り抜けると木星の時と同様に液体水素の層が存在しています。

この層は30,000kmもの深さがあり、この層の底の温度は8,000℃で気圧は300万気圧に及びます。

そして、その下にはやはり、木星の時と同じように液体金属水素の層があり、この層の深さは15,000kmにも及び、この層の底は10,000℃、1,000万気圧に達します。

そして、液体金属水素の層よりも奥は木星の時と同じように岩石の核があり、核の中心温度は12,000℃、1,300万気圧にも及びます。

 

木星の記事を読んだ方にはお気づきだと思いますが木星の内部と成分は同じだが割合が明らかに違うということです。

そして、そのせいか中心温度、圧力共に木星と比較してかなり小さいことが分かります(木星は36,000℃、4,500万気圧)

土星は内側の液体金属水素の層が薄く、外側の液体水素の層が土星と比べて厚いのです。このため、土星の密度は木星と比較しても小さいのです

 

すみません、実は結構なデータがありましてこれを採用しました。しかし、土星の液体水素の割合が大きくて液体金属水素の割合が小さいのはどのデータでも共通です

 

 

 

3. 衛星、タイタン

土星の衛星は少なくとも62個ありますが木星と同等にほとんどが小さいものです。しかし、その中が群抜きで大きいものがあります。その衛星こそタイタンであり、直径が5,151kmもあり、木星のガニメデに次いで大きいです。前にも紹介した通り水星よりも直径は大きいですが

やはり密度は小さく、1.88g/㎤程度であり、水星の半分も質量はありません。

密度が小さいところもガニメデに似ています。

 

そして、タイタンは厚い大気を持っていることで有名であり、地球の気圧の1.5倍の大気圧があります。タイタンの大気の成分は97%が窒素で2%がメタンです

また、タイタンの重力は1.35m/s2であり、地球の0.138倍程度しかありません。しかし、大気圧は地球の1.5倍なので大気自体は単位面積当たり地球の10倍ほどあります

 

次にタイタンの温度について書きますがタイタンの温度はマイナス180℃程度しかありませんがこの温度は土星の表面温度と比較してもかなり低いです。

それはタイタンは土星と比較しても非常に軽く、そのため中心核の温度が土星と比べてかなり低温なので中心の温度が熱源とならないためです。

また、これだけ低温なので地球上では気体であるメタンが液体として川や湖を形成しています。地球では考えられない世界です

 

更にかつてタイタンには生命体がいると考えられていましたがさすがにこれだけの極限状態なのでその説は現在の所否定されています。

 

 

 

4. 土星の雑学

  • 土星のリングは細かい岩石で構成されており、複数のリングが重なってできています。
  • 土星の記号は♄
  • 土星の英名はサターン(Saturn)
  • タイタンと同じ名前の元素がある(原子番号22 Ti チタン)