海王星の衛星プロテウス：暗くクレーターだらけの発見と特徴
海王星の衛星プロテウスの発見と特徴—暗くクレーターだらけの表面、発見経緯や物理性状を詳しく解説
プロテウス（ネプチューンVIII）は、海王星の衛星の中で2番目に大きく、海王星に最も接近している主要な内側衛星の一つです。名前はギリシャ神話に登場する海の神プロテウスにちなみました。
発見と命名
プロテウスは、1989年の海王星フライバイ時にボイジャー2探査機が撮影した画像から発見されました。発見はStephen P. SynnottとBradford A. Smithによって報告され、発見日としては1989年7月7日が記されています（IAUC 4806）。ただし、同報告には「21日間で撮影された17フレーム」とあるため、実際の撮影はそれより前に始まっていたことが示唆されます。正式名称「プロテウス」は1991年9月16日に命名されました。
基本的な物理的特徴
- 直径：およそ420 km（原文では「400キロ以上」と表現）。
- 反射率（アルベド）：約0.06、すなわち太陽光の約6%しか反射しません。これは土星の月「フィービー」に似た暗さです。
- 組成：詳細な密度は不確かですが、氷と岩石の混合体と考えられています。質量や内部構造の正確な値は未確定です。
軌道と回転
プロテウスは海王星に比較的近い軌道を回っており、自転は海王星に対して常に同じ面を向ける潮汐ロック（潮汐同期）になっていると考えられています。地球からは海王星に非常に近いため、惑星のまぶしさに埋もれていて地上望遠鏡で発見されることはありませんでした。
表面と地質学的特徴
ボイジャー2の観測で、プロテウスの表面は非常にクレーターに覆われており、地質的に活動的である兆候は見られません。大きな衝突クレーターが多数確認されており、表面は古く保存されたままの状態と考えられています。科学者たちは、プロテウスのサイズは「自重で完全な球体になれるほど大きくない」境界付近にあるため、重力が形を球体へと強制するほどではなく、不規則で扁平な形状を保っていると推定しています。これと対照的に、同程度かそれより小さい質量の衛星でも、組成や熱履歴の違いからより球形に近いもの（例：土星の月ミマス）も存在します。
科学的意義と今後の観測
プロテウスは海王星系の進化や衛星形成史を理解するうえで重要な対象です。表面のクレーター密度や分布、反射率、形状などは衝突史や組成に関する手がかりを与えます。現在の情報は主にボイジャー2の短時間の観測に基づくため、将来的な望遠鏡観測や探査機による詳細な観測が行われれば、密度や内部構造、クレーターの年代測定など多くの謎が解明される可能性があります。
参考として、プロテウスは発見当初からその暗さと近接性のため地球から見つけられなかった点、ボイジャー2による発見の経緯、フィービーとの反射率の類似性、そして重力が形状に与える影響に関する議論が特に注目されています。
質問と回答
Q: プロテウスとは何ですか?
A:プロテウス（海王星8）は、海王星で2番目に大きな月で、最大の接近月です。ギリシャ神話に登場する変幻自在の海神プロテウスにちなんで名づけられた。
Q: プロテウスはどのようにして発見されたのですか?
A: 1989年に海王星をフライバイしたボイジャー2号が撮影した画像から発見されました。Stephen P. Synnott と Bradford A. Smith は、1989年7月7日にその発見を発表し（IAUC 4806）、「21日間に撮影された17フレーム」とだけ述べているので、発見日は6月16日以前となる。1991年9月16日に命名された。
Q: なぜ地球上の望遠鏡では見えなかったのですか?
A: プロテウスは地球から非常に近いため、反射光のまぶしさに負けてしまい、地球上の望遠鏡で見ることができませんでした。
Q: プロテウスはどのくらい反射するのですか?
A: プロテウスは、当たった太陽光の6%しか反射せず、土星の衛星フェーベのように、太陽系で最も暗い天体のひとつです。
Q: プロテウスに地質学的な変化の兆候はあるのか?
A:いいえ、プロテウスには地質学的な変化の痕跡はありません。
Q: プロテウスはどんな形をしているのですか?
A:ミマスなどの他の衛星に比べて質量が小さいにもかかわらず、その密度のために、自身の重力によって球形に引っ張られず、ミマスが球形であるのとは異なり、不規則な形をしていると科学者は考えている。
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