トリトン（海王星の最大衛星）—発見・起源・地質・ボイジャー2観測と極低温の特徴
トリトン（海王星最大衛星）の発見・起源・地質、ボイジャー2観測や−235℃の極低温までを写真とデータでわかりやすく解説。最新知見を一挙公開。
トリトン（海王星I）は、惑星海王星の最大の衛星である。太陽系内では7番目に大きな月であり、サイズは地球の月よりわずかに小さい。トリトンは複雑な地質的履歴を示し、衝突クレーターが少ない領域が多いことから、太陽系年齢に比べて比較的若い表面を持つと考えられている。
1846年10月10日、イギリスの天文学者ウィリアム・ラッセルによって発見された。この日は、ドイツの天文学者ヨハン・ゴットフリード・ガレとハインリヒ・ルイス・ダレストによって海王星が発見されてからわずか17日後であった。名称はギリシャ神話の海の神トリトンに因む。
基本的な物理特性
- 半径：約 1,353 km（地球の月よりやや小さい）
- 質量：約 2.14×10^22 kg
- 平均密度：約 2.06 g/cm³（岩石と氷の混合を示唆）
- 表面重力：約 0.78 m/s²（地球の約0.08倍）
- 表面温度：約 −235 ℃（≈38 K） — 太陽系でも最も低温の天体の一つ
軌道と起源
トリトンは海王星に対して逆行軌道（軌道傾斜角約157°）を持つ点で特徴的である。大きな衛星としては珍しい逆行は、トリトンが海王星固有に形成されたのではなく、外部から捕獲された可能性を強く示す。現在の有力な仮説は、カイパーベルトや散乱円盤に由来する天体が海王星に捕捉され、その際の潮汐相互作用で軌道が円形化した、というものである。
軌道半長は約 35万 km と遠く、潮汐減衰により軌道が徐々に外側に変化するか、あるいは将来的にはロッシュ限界に近づいて破壊される（数十～数十億年規模の話）というシナリオも議論されている。
表面・地質・活動
ボイジャー2号の観測により、トリトンの表面は多数の地形タイプを示すことが確認された。主な特徴は以下の通りである。
- 氮（窒素）・メタン・一酸化炭素の氷が表面を覆い、明暗のはっきりした領域や極冠が見られる。
- クレーターが非常に少ないことから、地質活動により表面が比較的若くリフレッシュされていることが示唆される。
- 寒地火山（クライオボルケイズム）や間欠泉の痕跡。ボイジャー2は高さ数kmに達する噴煙状のプルーム（間欠泉）を複数観測し、寒冷下での亜硝酸ガスや氮ガスを含むガスと塵の噴出が示された。
- 独特の“cantaloupe terrain”（メロン状地形）や滑らかな平原、溝状地形など多様な地形。
これらは内部の熱源（捕捉時や潮汐加熱からの残差熱）、放射性崩壊、氷の流動や亀裂などに起因する可能性がある。内部には塩水の薄い海（地下海）が存在する可能性も提案されている。
大気と温度
トリトンは非常に薄いが恒常的な大気を持ち、その主成分は窒素（N2）で、微量のメタン（CH4）も含む。表面圧力は数十マイクロバール（μbar）オーダーと推定され、地球の大気圧に比べれば極めて希薄である。表面温度はボイジャー2の測定で約38 K（−235 ℃）と記録され、太陽から遠いため放射冷却により極めて低温である。
磁場について
トリトン自体の固有の内部磁場は検出されていない。ボイジャー2の観測では、トリトンは海王星の磁場と相互作用していることが示されており、誘起電流や磁気的な影響が起きる可能性が議論されているが、独立した磁気圏を持つ証拠はない。
ボイジャー2号のフライバイ（1989年）と主な発見
- 近接通過により高解像度の画像を取得し、プルーム（間欠泉）や多様な地形を初めて詳細に確認した。
- 表面の色や反射率分布、氷の組成（窒素・メタン・一酸化炭素）を同定した。
- 表面に衝突クレーターが少ないことから、地質学的に若い領域の存在を示した。
- 薄い大気の存在が確かめられ、表面の低温と相まって極低温天体としての特徴が明らかになった。
将来の研究と惑星科学での重要性
トリトンは、外縁天体の捕獲史、クライオボルカニズム、地下海の有無、低温での大気物理学など、多くの重要な科学課題を含むため、次世代の探査ミッションの有力なターゲットである。将来的な軌道探査や着陸／サンプルリターン計画が実現すれば、太陽系の進化史や生命の可能性に関する新たな知見が得られる可能性が高い。
まとめ：トリトンは海王星の最大衛星であり、逆行軌道や低温の表面、活発な地質活動の痕跡からカイパーベルト由来の捕獲天体と考えられている。ボイジャー2号の観測により、その多様な地形や薄い大気、極低温環境が明らかになり、今後の詳細観測が強く期待される天体である。
トリトン
トリトン（赤）の軌道は、多くの月の軌道（緑）とは運動の方向が異なり、軌道が傾いている。
逆行軌道：衛星（赤）が主衛星（青／黒）の自転とは逆の方向に軌道を回ること。
トリトンが誕生したとされるのは、太陽系外縁部のカイパーベルト（緑）です。
オービット
摩擦と潮汐の相互作用により、トリトンはゆっくりと低い軌道に落ちていく。このプロセスは非常に遅い。今から36億年後、トリトンは海王星のロシュ限界内を通過する。トリトンは海王星の大気と衝突するか、分裂して土星のようなリングシステムを形成するだろう。
トリトンが捕獲された天体と考えられている理由は、その軌道が太陽系の中でも特異なものであるからです。逆行軌道（図参照）であると同時に、大きく傾いているのです。逆行軌道を持つ衛星は他にもありますが、それらはタイタンよりもはるかに小さく、ホストとなる惑星（原始惑星）からもはるかに離れています。トリトンは、私たちの月と同じように、海王星と同期して回転しているため、地球に対しては一つの顔しか見せません。
表面
トリトンの表面については、1989年にボイジャー2号が1回フライバイしただけで、すべてが判明しています。衝突クレーターはほとんどありません。このことは、表面が天文学的に見てかなり若いことを示唆しています。
非常に冷たい温度にもかかわらず、トリトンの表面は地質学的に活発です。間欠泉や火山、地震のような現象が起きています。トリトンでは、地球上の物質とは全く異なる物質が使われています。ほとんどの気体は、ほとんどの時間、凍結しています。窒素などの気体は、何かのきっかけで溶けるまで凍っていて、その後、気体に戻ります。この現象は、わずか4K（7.2°F）の温度上昇で起こります。
質問と回答
Q:トリトンとは何ですか?
A:トリトンとは、海王星最大の月で、太陽系で7番目に大きい月です。
Q:トリトンはいつ発見されたのですか?
A: 海王星がドイツのヨハン・ゴットフリート・ガレとハインリッヒ・ルイ・ダレストに発見されてからわずか17日後の1846年10月10日に、イギリスの天文学者ウィリアム・ラッセルによって発見されました。
Q: トリトンはカイパーベルトに属する天体だと考えられているのですか?
A: カイパーベルトに属する天体と考えられています。
Q: トリトンの表面温度はどのくらい低いのですか?
A: ボイジャー2号によって、トリトンの表面温度は-235℃と記録されています。
Q: トリトンは磁場や大気を持っているのですか?
A: はい、独自の磁場とかすかな大気の痕跡の両方を持っています。
百科事典を検索する