天王星とは？太陽系第7惑星の特徴・構造・衛星・環を解説

天王星には27の月がある。それらはシェイクスピアやアレクサンダー・ポープの作品の登場人物にちなんで名付けられている。5つの大きな月は、ミランダ、アリエル、アンブリエル、ティタニア、オベロンである。まだ発見されていない月も多い。

1986年、NASAのボイジャー2号が天王星を訪問。近距離から惑星を調査しようとした唯一の宇宙探査機である。

天王星は青い雲に覆われています。メタンでできた上の雲は見えにくい。下部の雲は水が凍ったものと考えられています。激しい暴風雨もある。風速は秒速250メートル（時速900キロ；時速560マイル）に達することもある。科学者たちは、地球上の嵐を理解しようと、雲を研究しています。

天王星には13個の輪があり、これは土星の輪よりもはるかに少ないが、木星や海王星の輪よりも多い。天王星の環は1977年に発見されました。200年以上前には、ウィリアム・ハーシェルもリングを観測したと報告しているが、現代の天文学者は、リングは非常に暗くて暗いので、彼が見たとは思っていない。1986年にボイジャー2号が撮影した画像からさらに2つのリングが発見され、2003年から2005年にかけてハッブル宇宙望遠鏡によって2つの外側のリングが発見された。これらのリングは主に凍った水で構成されていると思われる。

天王星の環は、6億年以上も前のものではなく、比較的若いと考えられている。天王星の環系は、かつて天王星の周囲に存在していた月が衝突して断片化したことから始まったと考えられています。衝突した後、ムーンは多くの粒子に分裂したと考えられており、その粒子は、安定性が最大に保たれている領域でのみ、狭くて光学的に密度の高いリングとして生き残った。

一般物性

天王星のリングシステムには、13の異なるリングがある。惑星からの距離が大きい順に、それらは以下の通りである。1986U2R/ζ、6、5、4、α、β、η、γ、δ、λ、ε、ν、μのリング。それらは3つのグループに分けることができます：9つの狭い主環（6、5、4、α、β、η、γ、δ、ε）、2つの塵状の環（1986U2R/ζ、λ）と2つの外側の環（μ、ν）。天王星の環は主に巨視的な粒子からなり、塵はほとんどないが、1986U2R/ζ、η、δ、λ、ν、μの環には塵が存在することが知られている。

これらのよく知られたリングの他に、光学的に細いダストバンドや、それらの間にかすかなリングが多数存在している場合があります。これらのほのかなリングやダストバンドは、一時的にしか存在しないかもしれません。2007年の一連のリングの平面交差現象の際に、いくつかのリングが見えてきました。ボイジャー2号では、リングとリングの間のダストバンドが前方散乱形状で観測されました。天王星のすべてのリングは、方位角方向の明るさの変化を示している。

リングは非常に暗い材料で作られています。このリングは、スペクトルの紫外と可視部分ではわずかに赤く、近赤外では灰色をしています。それらは識別可能なスペクトルの特徴を示していません。リング粒子の化学組成は知られていません。しかし、土星のリングのように純粋な水の氷でできているわけではなく、天王星の内側の月よりも暗すぎるため、リングの粒子は水の氷でできているとは言えません。このことは、それらがおそらく氷と暗い物質の混合物であることを示している。この物質の性質は明らかではありませんが、天王星磁気圏からの荷電粒子の照射によってかなり暗くなった有機化合物である可能性があります。リングの粒子は、最初は内側の月の粒子と似たような重度の処理が施された物質で構成されている可能性があります。

全体として、天王星の環系は、木星のほのかに埃っぽい環や、土星の広くて複雑な環とは異なり、その中には非常に明るい物質である水の氷で構成されているものもある。しかし、後者の環系のいくつかの部分には類似点があります。土星のF環とε環はどちらも狭く、比較的暗く、一対の月によって支えられています。新たに発見された天王星の外輪は、土星の外輪GとEに似ている。また、土星の広い環の中にある狭いリングレットも、天王星の狭い環に似ています。また、天王星の主環の間に見られるダストバンドは、木星の環に似ている可能性があります。一方、海王星の環は天王星の環とよく似ていますが、複雑さや暗さは劣るものの、ダストの量は多いです。また、海王星の環は惑星からさらに離れた位置にある。

天王星は、地球の84年に一度、太陽の周りを公転しています。太陽からの平均距離は約30億km（約20AU）。天王星の太陽光の強さは地球の約1/400。天王星の軌道要素は、1783年にピエール＝シモン・ラプラスによって初めて計算された。時が経つにつれ、予測された軌道と観測された軌道の間に矛盾が生じ始め、1841年にはジョン・カウチ・アダムスが、この違いは目に見えない惑星の引力によるものではないかと最初に提案した。1845年、ウルバン・ル・ヴェリエは天王星の軌道について独自の研究を開始した。1846年9月23日、ヨハン・ゴットフリート・ガレは、後に海王星と呼ばれる新しい惑星を、ル・ヴェリエが予測したほぼ同じ位置に発見した。

天王星の内部の自転周期は17時間14分、時計回り（逆行）である。他の巨大惑星と同様に、その上部大気は自転方向に非常に強い風を受ける。赤道から南極点までの約3分の2の緯度では、大気の目に見える特徴がはるかに速く移動し、わずか14時間で1周する。

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