土星の環は思っていたより軽かった

探査機カッシーニが密度波を再調査して判明

2016.02.09
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影を落とす:2012年にNASAの土星探査機カッシーニが撮影した写真。B環が土星の表面に黒々した影を落としていて、その不透明さがよく分かる。左上に写っている衛星テティスの直径は1062km。比較すると、土星の環がいかに巨大かを実感できる。(PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH/SPACE SCIENCE INSTITUTE)
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 神秘に包まれた土星の環の中でも、最も謎の多いのがB環だ。そのB環の重さが、これまで考えられていたよりもずっと軽いらしいことが、研究によって明らかになった。

 発表したのは、米国の天文学者マット・ヘッドマン氏とフィリップ・ニコルソン氏。B環が不透明なことが原因で、これまで最大で7倍も重く見積もられていたという。論文は2016年1月22日付け科学誌『イカルス(Icarus)』に掲載された。B環の質量は、環の形成過程を解明する上で重要な情報になる。

 B環以外の環について、質量を見積もるのはそう難しいことではない。土星の衛星が影響して、環を構成する粒子が渋滞を起こす「密度波」をとらえればいい。環の密度が変われば、環の中の密度波が形を変えるので、そこから環の質量を計算できるのだ。(参考記事:「土星の環、探査機カッシーニの業績」

 ところがB環は構造が複雑なため、密度波を見つけて追跡するのは難しい。そこで多くの天文学者は、環が不透明であれば環の中にある物質の量も多いだろうとの仮定に基づいて、質量を見積もってきた。

 ところが、最近NASAの土星探査機カッシーニがB環のかすかな密度波を詳しく調べたところ、場所によってばらつきはあるものの、B環はこれまで考えられていた質量の2分の1から7分の1しかないことが明らかになった。重そうに見えるのに実際は軽いというトリックは、空っぽのプラスチック製ダンベルをさも重そうに持ち上げて、力持ちに見せようとするパフォーマンスに似ていなくもない。(参考記事:「土星探査機カッシーニ、エンケラドスの間欠泉に突入」

 思ったより軽かったとしても、B環が土星の環の中では最も重いであろうことに変わりはない。科学者が不透明なB環の向こう側を見るためには、2017年まで待たなければならない。カッシーニのミッションは今年末から「グランドフィナーレ」に入り、来年にはすべてのミッションを終えて、土星に突入する。天文学者がこの環の正確な質量を知ることができるラストチャンスが訪れるのだ。

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