海王星

登録日：2022/12/11 Sun 19:38:14
更新日：2024/07/20 Sat 08:35:31
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海王星とは、太陽系に属し第八惑星とされ一番外側を廻る巨大氷惑星。

●目次

基礎データ

英名	Neptune
発見年	1846年9月23日
太陽からの距離	45億1500万km
近日点	44億7110万km
遠日点	45億5890万km
直径	49528km
質量	1024垓1300京t
重力	1.11(地球を1とする)
公転周期	164.79年(164年と288日)
自転周期	約0.67日(約16時間7分)
表面温度	-227℃
分類	氷惑星(元ガス惑星)
衛星の数	14
地球に近づく周期	367日
年齢	約46億歳

概要

太陽系の惑星の内最も外側を廻る惑星。
地球と比べて、直径は約4倍、体積は約58倍、質量は約17倍で、ざっと1024垓1300京(102413000000000000000000)t。
密度が高いため直径は天王星より少し小さいにもかかわらず質量は少し大きい。木星の強い重力によってほとんど真円に近い軌道を持つ。
太陽からは地球の約30倍も離れているが、それでも海王星内部から見た太陽は地球の満月の約437倍の明るさを持ち、少なくとも本を読める程度には明るいとされている。太陽マジパネェ。
水素約80%、ヘリウム約18%、メタン約1.5%から成る大気を持ち、メタンには赤色を吸収する性質があるため鮮やかな青色に見える。なお天王星は約2%程度となっているが、なぜ天王星が水色で海王星が濃い青色なのかははっきりわかっていない。また海王星の画像を見た時に見える白っぽい部分は雲である。
……と思われていたが、最近の研究によると、海王星の濃い青色をした写真はボイジャー2号が撮影した写真のコントラストを強調したものであり、実際には天王星よりわずかに青みがかった水色であることがわかったという。実際の海王星の色はイメージとは違うかもしれない。
太陽から非常に離れているために8等級程度の明るさしかなく、人間の目で捉えることは不可能。直接望遠鏡で観測したのではなく、フランスの天文学者アレクシス・ブヴァールが天王星の予期せぬ軌道の変化から未知の惑星があることを予測し、その後研究が進められユルバン・ルヴェリエによって予測された範囲内の位置で1846年9月23日にヨハン・ゴットフリート・ガレが望遠鏡を用いて発見した。このため9月23日は「海王星の日」と定められている。海王星と日本語で訳した者ははっきりわかっていない。
名前の由来はローマ神話における海神ネプチューン(ポセイドン)で、惑星記号はネプトゥーヌスが持つ三叉槍を様式化したものである。

公転と自転

最も外側を廻っているだけあって公転周期は実に約165地球年にもなり、発見から約165年が経った2011年7月12日に発見された時の位置に戻っている。地球にとっては165年でも、海王星にとっては発見から1周年にすぎないのだ。
まあそれでも時速約19548kmとアポロ11号の約半分の速さで動いているけど。
赤道傾斜角が地球よりも大きい28.32°傾いており、地球と同様四季が存在するとされているが、この公転周期なので一つの季節が約40年も続くことになる。
なお冥王星は近日点の時に海王星の内側に入るが、冥王星が2周する間に海王星が3周するという2:3の軌道共鳴を起こしているため、お互いが衝突したり接近したりすることはない。他のエッジワース・カイパーベルトの天体とも3:4、3:5、4:7、2:5と多種多様な軌道共鳴を起こしている。

一方で自転は比較的速く、1日の時間は地球のほぼ3分の2である。
赤道帯ではやや遅れて約18時間で1周する。

衛星と環

元々は巨大ガス惑星に分類されていただけあって多数の衛星を持ち、2022年現在までに14個の衛星が発見されている。1989年7月から9月にかけてボイジャー2号が新たに6個の衛星を発見している。さらに2013年7月1日には14個目の衛星がSETI研究所のマーク・ショーウォルター氏によって発見された。まだ名前はつけられておらず、製造番号のような方式で呼ばれる。
最大の衛星はトリトンで月の約78%の大きさを持つが、それ以外は最大でも直径500km以下でトリトンが突出して大きい構成となっていて、質量面でもトリトンが99.5%を占める。
なんと遠海点だと太陽からの水星よりも遠くなる星も存在する(後述)。

環はケイ酸塩または炭素をベースとした物質で覆われた氷の粒子から成り、3つの主要リングで構成されているが、木星と同様かなり地味。

トリトン

海王星を代表する最大の衛星。直径は2710km。質量は月の約3割程度とかなり軽い。
太陽系の惑星の中では月に次いで母星に対する大きさが大きい。それでも海王星の約18分の1に過ぎないが。まあ地球の月の大きさが異常なだけであって...。
微量の一酸化炭素と少量のメタンを含む薄い窒素の大気を持ち、地球の約7万分の1の気圧で表面温度は-235℃。
どうやら季節が存在するらしく、1989-1998年の間に気温が5%上昇していたことがボイジャー2号によって確認されている。
表面は若く富んだ地形を持ち、まるでメロンのような模様になっていて、氷のようなマグマを噴出する「氷の火山」が存在している。
真円に近い軌道に自転の向きとは逆に公転(逆行)しているという珍しい特徴を持ち、これにより徐々に公転速度が落ちており、厳密にはゆるやかな螺旋状の軌道を描いて公転している。
今後36億年以内に海王星に近づき過ぎてロシュ限界を越え、潮汐力によって崩壊し環の一部になる運命にある。

プロテウス

トリトンに次いで2番目に大きい衛星。円形でない不規則な形状なため、直径は418kmだが三軸径という測り方も存在し、その式だと424×390 ×396km。
約11万8000kmと非常に海王星に近いため、反射した太陽光に隠れて地上の望遠鏡からは発見できず、上述のボイジャー2号によって1989年8月に発見された。ファロスと呼ばれる直径260kmのクレーターを持つ。

ネソ

海王星で13番目に発見された(2002年8月14日発見)衛星で、最も外側をトリトンと同様逆行して公転している。直径は60km。
その距離はなんと約4950万kmと太陽からの水星以上に遠く、近海点で約2121万km、遠海点で7778万kmという131°も傾いた楕円軌道を持つ。
母星からあまりに遠いために公転周期は約27年にもなり、これは土星の公転周期に匹敵する。まあ海王星にとっては約2ヶ月程度に過ぎないが。

気候

海王星の気候の最大の特徴として、時速2200kmにもなる強風が常に吹き荒れている。これは地球上で計測された史上最速の風の約5.4倍、マッハ2を上回る超音速の領域に入っており、太陽系で最も速い風と目されている。このことから大気の活動が非常に活発であることが窺える。ボイジャー2号が海王星を訪れた当時には大暗斑と呼ばれる暗い渦があり、その下ではスクーターと呼ばれる嵐が吹いていたが、現在は消えて別の場所に似たような小さな渦がある模様。
地球とは真逆に南極の方が暖かく、平均気温は-200℃ほどとなっていることが2007年に分かった。これは海王星の自転軸の傾きによるもので、これは海王星の1年における最後の四半期、つまり地球での約40年間で南極に太陽光が真上から当たるようになったのが原因であるとされている

探査

これまで語られてきたように、ボイジャー2号が海王星を訪れた唯一の宇宙探査機であり、1989年8月25日に海王星に再接近した。さらに同日遅くにトリトンにも接近し、新たに衛星6個を発見した。ボイジャー2号による探査後の次のステップとして軌道ミッションが計画されており、焦点となる海王星とトリトンの探査は2029年頃に可能になるとされている。