セレス（Ceres）：小惑星帯最大の矮小惑星 — 発見・特徴・ドーン探査

セレスの発見・特徴・ドーン探査を徹底解説：小惑星帯最大の950km矮小惑星、オカトルの明るい塩類や最新画像と発見史を一挙紹介

セレスは、1セレスとも呼ばれ、太陽系最小の矮小惑星であり、メインの小惑星帯にある唯一の惑星である。発見以来の分類は変遷をたどり、現在は矮小惑星（dwarf planet）に分類されています。

1801年1月1日にジュゼッペ・ピアッツィによって発見され、ローマの女神セレスにちなんで、植物の成長、収穫、母性愛の女神として名づけられました。発見当初は単独の天体として「惑星」と見なされましたが、後に多数の小天体が発見されたため一時は小惑星と呼ばれ、発見から約200年の歳月を経て、国際天文学連合は2006年にセレスを小惑星（または小惑星）から矮小惑星に格上げすることを決定しました。

基礎的な性質と軌道

直径は約950kmで、小惑星帯では最も大きく、最も質量のある天体です。セレスは帯の総質量の約3分の1を占めると見積もられています。形状は重力によってほぼ球形（静水圧平衡に近い）になっており、不規則な小天体とは対照的です。表面は暗く、最も明るい時でも肉眼で見えるほど明るくはありません。

• 軌道長半径：約2.77天文単位（AU）、公転周期：約4.6年
• 自転周期：1回転あたり約9.07時間（比較的速い）
• 質量と密度：質量は小惑星帯中で最大級、平均密度は約2.1–2.2 g/cm³（岩石と氷の混合を示唆）
• 表面重力は地球の数パーセント程度、脱出速度はおよそ0.5 km/s

内部構造と組成

観測とドーン探査機のデータから、セレスは岩石質の核とそれを囲む氷に富むマントルを持つ「分化した」天体である可能性が示されています。表面やスペクトル観測では水和鉱物（粘土鉱物など）、炭酸塩塩類、そして水氷が検出されており、過去あるいは現在における内部からの塩化水（ブライン）の上昇や局所的な液体の存在が示唆されています。

表面の特徴と活動の証拠

セレスの表面には多数のクレーターがあり、年齢分布は複雑です。特に注目を集めたのが、明るい斑点で知られる「オカトル（Occator）」クレーターです。ここに見られる高反射の斑点（ファキュラ）は、ドーンが行った分析で主に炭酸ナトリウム（ナトリウム炭酸塩）などの塩類であることが確認され、塩分を含む水性の物質が表面に出てきて蒸発・堆積した痕跡と解釈されています。これらは比較的若い地質学的活動の証拠と考えられます。

また、ほぼ孤立した円錐状の山「アフナ山（Ahuna Mons）」は高さ約4kmと推定され、氷や粘性のある物質が押し上げられて形成されたとされる「氷火山（氷の火山＝クライオヴォルケーニズム）」の有力候補です。さらに、宇宙望遠鏡による水蒸気の検出（局所的な噴出）や、ドーンの観測が示した塩類・水に関する痕跡から、セレスには過去に局所的な液体や現在でも断続的な活動があった可能性があります。

ドーン探査機による探査（成果）

2007年9月27日、NASAはセレスとベスタを探査するための宇宙探査機「ドーン」を打ち上げた。ドーンはまずベスタを訪れ詳細な観測を行った後、2015年にセレスに到着し、矮小惑星を訪問した最初の宇宙船となりました。ドーンによる観測で得られた主な成果は以下の通りです。

• オカトルの明るい斑点の成分同定（主に炭酸ナトリウムなどの塩類）と、それらがブラインの蒸発残留物である可能性の提示。
• アフナ山など、クライオヴォルカニックな地形の発見。
• 表面地形の高解像度マッピングによりクレーターの分布や地質履歴の解明。
• 表面のスペクトル解析から水和鉱物と氷の分布を把握し、内部に水やブラインが存在した・している可能性を支持。

発見の歴史と命名の経緯

ピアッツィは当初セレスを新しい恒星や彗星と考えましたが、連続観測と軌道計算の結果、独立した太陽周回天体であることが判明しました。彼は当初「Ceres Ferdinandea（チェレス・フェルディナンデア、あるいはフェルディナンド王への献名を含む名）」と命名しましたが、政治的事情などで最終的に「セレス（Ceres）」が広く定着しました。

科学的・文化的意義と将来の探査

セレスは、小惑星帯の最大質量天体として帯の成立過程や初期太陽系の進化を理解する上で重要です。水や塩類の存在は、太陽系内で水がどのように分布し、惑星や小天体の地質活動がどのように進んだかを知る手がかりとなります。また、将来的な探査ではさらに詳細な表層・地下の調査、サンプルリターンや長期間の観測による活動監視などが検討されるでしょう。

総じて、セレスは私たちの太陽系における「水と岩石の交差点」を代表する天体の一つであり、古い惑星形成の痕跡と比較的新しい地質活動の両方を併せ持つ、科学的に非常に興味深い対象です。

質問と回答

Q:セレスとは何ですか?

Q:ケレスを発見したのは誰?

Q: ケレスの直径は?

Q: ケレスは太陽からどのくらい離れているか?

Q: ケレスには衛星がありますか?

Q:ベスタとケレスを探査するために打ち上げられた宇宙探査機は?

文字で検索