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太陽系のあらまし

軌道

太陽系は、太陽、そして9つの惑星、130の衛星、多くの星間物質で構成されています。 内太陽系は、太陽水星金星地球火星からなります。

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小惑星帯(書けない)は火星木星の軌道間に位置します。

外太陽系は木星土星天王星海王星および、冥王星です。

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最初に気がつくのは、太陽系は、惑星の大きさに対して、ほとんどなにもない空間であると言うことです。上記の図形のドットでさえ大きすぎます。軌道のサイズに関して適切な規模にありえません。

惑星の軌道は太陽を一つの焦点とした楕円です。彗星と冥王星以外の軌道はほぼ真円です。すべての惑星の軌道はだいたい同じ平面上にあります(これは黄道面と呼ばれ、地球の軌道平面で定義されています)。この黄道面はわずかに7度だけ太陽の赤道面から傾いています。冥王星の軌道は黄道面から最も傾いていますが、それでもわずか17度です。すべての惑星は同じ方向に軌道を回っています(太陽の北極方向から下を見て反時計回り);また金星と天王星を除いたすべての惑星はこれと同じ方向に自転しています。

(惑星の実際の場所をインタラクティブに見たければ、 太陽系ライブ、インタラクティブ太陽系儀を見てください。)

サイズ

Nineplanets460.gif

上の合成写真は9つの惑星をほぼ正確な大きさの比率で示しています(付録2を参照してください)。

太陽系の中での大きさの比率をわかりやすくたとえる方法としては、まず全体を10億分の1に縮小したと考えてみてください。そうすると地球は大体直径1.3cmになります(ぶどうの大きさ)。月の軌道は30cm先になります。太陽の直径は1.5m(人間の背の高さ)で地球から150m離れています(街の1区画程度)。木星は直径15cm(大きなグレープフルーツ)で太陽から5区画離れています。土星(オレンジの大きさ)は10区画先;天王星海王星(レモンの大きさ)はそれぞれ20区画と30区画先。この縮尺でいうと人間の大きさは原子の大きさになります。

上の絵で描かれていないのは、太陽系に存在している無数の小さな天体たち:惑星の衛星;火星と木星の間やそれ以外の場所で太陽周回軌道に沿って回っている多数の 小惑星 (小さな岩石性天体);そして長細い楕円軌道に沿って黄道面に対して様々な角度で太陽系の内側にやってくる 彗星 (小さな氷でできた天体)などです。ごくわずかの例外を除いて、惑星の衛星はその惑星と同じ向きで回転し、大体黄道面と同じ平面上を回っていますが、これは彗星や小惑星にはあてはまりません。

分類

こういった天体の分類に関してはあまり議論の余地がありません。伝統的に、太陽系は次のように区分されてきました; 惑星 (太陽の回りを回っている大きな天体),その 衛星 (別名月、惑星の回りを回っている色々な大きさの天体),小惑星(太陽の回りを回っている小さな密度の高い天体),そして彗星 (非常に長細い楕円軌道を持った氷でできた小さな天体)。しかし残念ながら、太陽系はこれよりももっと複雑であることが発見されてきました

  • 冥王星より大きな衛星はいくつかあり、水星より大きな衛星も2つある;
  • いくつかの小さな衛星はたぶん小惑星が惑星に捕獲されたものである;
  • 彗星は時々蒸発してしまって小惑星と見分けがつかなくなる;
  • カイパーベルトの天体やキロンなどの天体はこの図式にうまくあてはまらない;
  • 地球と月,冥王星とカロンとの関係はしばしば二重惑星とみなされる;

物理的に意味のある分類を行おうとして、化学的組成やその惑星の起源に基づいた分類がなされることもあります。しかしたいていの場合、分類が細かくなりすぎるか例外が多くなりすぎるかでおしまいになってしまいます。その根本にあるのは、多くの天体がユニークであること;私たちの現在の理解の程度では明確に分類方法を決めるには不十分であることです。この下のページでは慣例的な分類を使ってみます

9つの天体、慣例的に惑星と呼ばれる天体は、さらにいくつかの方法で分類されます:

  • 組成
    • 地球型 もしくは岩石型惑星 : 水星金星地球火星
      • 地球型の惑星は主に岩石と金属から生成されていて、比較的高い密度を持っている。また自転は遅く、固い地表を持ち、環はなく、少数の衛星を持っている。
    • 木星型 または ガス型 惑星: 木星、土星天王星海王星
      • ガス型惑星は主に水素とヘリウムがら生成されていて、一般的に低い密度、早い自転、深い大気、環と多くの衛星を持っている。
    • 冥王星
  • 大きさ
    • 小さい 惑星:水星金星地球火星冥王星
      • 小さい惑星は13000kmより小さな直径しか持たない。
    • 巨大惑星:木星、土星、天王星、海王星
      • 巨大惑星は48000kmより大きな直径を持つ。
    • 水星冥王星は、矮小(わいしょう) 惑星[lesser planets] と呼ばれることもあります。(これと小惑星 [minor planets] とを混同しないでください)
    • 巨大惑星はガスの巨人と呼ばれることもあります。
  • 太陽に対する相対的な位置
  • 地球に対する相対的な位置
    • 内惑星:水星金星
      • 地球よりも太陽に近い。
      • 地球から見たときに月と同じ様な満ち欠けをする
    • 地球
    • 外惑星:火星から冥王星まで
      • 地球よりも太陽から遠い。
      • いつもほぼ満ちて見える。

画像

注意: この旅の中で見られる画像の大半は自然の色ではありません。ほとんどは様々な色のフィルターを通して撮影された白黒の画像を合成して作られたものです。”正しい”色に見えることもありますが、肉眼で見た色とは厳密には違うこともあります。

このほかの概要

  • 最大、最小、最輝などの天体リスト
  • 太陽系の発見の歴史
  • 太陽系への入門(LANLより)
  • 太陽系の家族の肖像写真(NSSDCより)
  • NASA スペースリンクで見る私たちの太陽系の展望
  • 太陽系概要(RGOより)
  • 太陽系で最遠の天体についての覚え書き(RGOより)
  • 表面温度 についての覚え書き(RGOより)
  • 惑星地理学 1004 の講義ノート(FSUのDr. Joe Cainによる)

大きな謎

  • 太陽系の起源は何でしょうか?一般的には塵とガスの星雲から凝縮してできたと考えられています。しかしくわしいところはまったくわかっていません。
  • ほかの恒星の周りにも惑星系は存在するのでしょうか?(B1257+10というパルサーの周りには惑星が存在するという確かな証拠があり、ほかのいくつかのパルサーの周りにも何か小さな天体の存在を示唆するものもありますが、こういったものは私たちの太陽系とは大きく違っているでしょう)画架座ベータ星の周りを木星程度の大きさの天体が回っているというかなり確かな証拠もあります。(1995年10月、ペガスス座51星系に惑星が発見されたという報告が公表されました)どういう状況のもとで地球型の惑星ができるのでしょうか?それはよくあることなのでしょうか、まれなことなのでしょうか?地球がまったく独特のものだということは多分ないでしょうが、その直接の証拠はまったくみつかっていません。
  • 太陽系の中には他にも生命は存在するのでしょうか?もし存在しないのでしたら、なぜ地球だけが特別なのでしょうか?
  • 太陽系の外には生命は存在するのでしょうか?知的生命体は?
  • 宇宙の進化の中で、生命の誕生はごくまれで、珍しく、特異なできごとなのでしょうか?それとも融通のきくもので広範囲で普通にあることなのでしょうか?

こういった疑問に対する答えは、たとえ完全なものでなくとも非常に大きな意味があります。続くページで答えられるもう少し小さな疑問に対する答えが、こういった大きな疑問に答えるのに役に立つでしょう。