太陽系とは|定義・構成・起源 — 惑星・小惑星・彗星の概要

太陽系の定義・成り立ち・構成を図解でわかりやすく解説。惑星・小惑星・彗星の特徴や起源まで初心者にも学べる入門ガイド。

著者: Leandro Alegsa

太陽系とは、太陽とその周りを周回するすべての物体の総体を指します。中心にある太陽の周りを、惑星や小惑星、彗星、衛星(天然衛星)、塵やガスなどの小さい天体が公転しています。

起源と形成

太陽系は約46億年前に形成されました。大きな分子雲の一部が何らかの擾乱によって収縮を始め、中心部に質量が集まって原始星(後の太陽)となり、残りの物質は遠心力によって平たい円盤状(原始惑星系円盤)になりました。円盤内で微粒子が凝集・成長し、惑星や小天体へと成長していったと考えられています。これは多くの恒星系で見られる一般的な形成過程です。

太陽

太陽は恒星であり、太陽系の質量の約99.9%を占めています。これは太陽が強い重力を持っていることを意味し、周囲の天体はその重力によって太陽の周りの軌道を保っています。太陽は主に水素でできており、核融合反応で水素をヘリウムへと変換しながらエネルギーを放出しています。一部はヘリウムでできています

惑星

現在、太陽系には8つの惑星が認められています。太陽から近い順に、水星金星地球火星木星土星天王星海王星です。最初の4つはサイズが比較的小さく、主に岩石金属で構成されるため地球型惑星と呼ばれ、固体の表面を持ちます。後半の4つは巨大で主にガスや氷(揮発性物質)からなるため、一般にガス惑星とか「巨人惑星」と分類されます(天王星・海王星は「氷の巨人(アイスジャイアント)」とも呼ばれます)。

小天体・外縁領域

太陽系には惑星以外にも多様な天体が存在します。主に火星と木星の間には小惑星が集中する小惑星帯があります。海王星の軌道より外側には、代表的にカイパーベルトや散乱円盤がある領域があり、そこには冥王星やメイクメイク、エリスなどの矮小惑星があります。さらに外側には、長周期彗星の供給源とされるオールトの雲が存在すると考えられています。これらの領域には非常に多数の小さな天体があり、短周期彗星の多くはカイパーベルト起源、長周期彗星はオールト雲起源と説明されます。

彗星やケンタウロス、惑星間ダストもあり、これらが太陽系内で微小な物理現象(流星、微小衝突など)や大きな進化過程に影響を与えます。

衛星・環・その他の特徴

太陽系の惑星のうち、水星と金星を除く6つの惑星は衛星(いわゆる月)を持っています。矮小惑星や外縁天体の中にも衛星を持つものがあり、冥王星やエリス、ハウメア、メイクメイクなどには衛星が確認されています。さらに、惑星の周囲には微粒子の集合としての環(リング)が存在することがあり、特に巨大ガス惑星ははっきりした環系を持ちます。例えば、環は惑星の重力と衛星や塵の相互作用で形成・維持されることが多く、また惑星の近傍には塵が集まっていることもあります。

境界・ヘリオスフィア

太陽系の「境界」は定義によって異なります。太陽風が影響を及ぼす領域(ヘリオスフィア)は数十天文単位(au)から数百auにわたって広がり、その外側に太陽の重力がまだ支配的な領域(オールト雲)が広がっていると考えられています。人類が到達した探査機(ボイジャー1号・2号など)は、ヘリオスフィアの外縁を越えて宇宙空間へ進んでおり、太陽系の外縁に関する直接観測が進んでいます。

観測と探査

太陽系は多数の無人探査機や地上・宇宙望遠鏡によって詳細に研究されてきました。代表例としては、月や火星への着陸ミッション、木星・土星探査(ガリレオ、カッシーニなど)、冥王星探査(ニューホライズンズ)やボイジャー探査機による外縁域の観測があります。これらの探査は惑星の構成、起源、進化、生命に適した領域(ハビタブルゾーン)などの理解を深めています。

太陽系と銀河の中で

近年、太陽系と同じような惑星系が銀河中で多数発見されています。すでに多くの外惑星(系外惑星)が見つかり、星の周りに系がたくさん見つかっています。天の川銀河にある数十億個の星のそれぞれに惑星系がある可能性があり、太陽系はその中の一例に過ぎないと考えられています。

以上が太陽系の定義・構成・起源とその主要な特徴の概略です。各要素(惑星の詳細、個々の小天体、探査ミッションなど)についてはさらに多くの研究結果と観測データがあります。

太陽系の惑星と矮小惑星。互いに比較すると、大きさは正しいが、距離はZoom
太陽系の惑星と矮小惑星。互いに比較すると、大きさは正しいが、距離は

メディアを再生する 太陽系の簡単な動画解説
メディアを再生する 太陽系の簡単な動画解説

太陽系の進化

太陽系の形成と進化は、46億年前に巨大な分子雲のごく一部が重力で崩壊したことから始まった。

崩壊した質量の大部分は中心部に集まり、太陽を形成し、残りの部分は原始惑星の円盤状に平らになり、そこから惑星小惑星、その他の太陽系天体が形成された。

星雲仮説として知られるこのモデルは、エマニュエル・スウェーデンボルグインマニュエル・カントピエール=シモン・ラプラスによって18世紀(1700年代)に開発されました。これは、天文学物理学地質学、惑星科学などの科学分野によって調整されてきました。宇宙に関する知識が高まるにつれ、新しい観測結果を考慮してモデルが変更されてきた。

太陽系は、最初に形成されてからかなりの進化を遂げてきました。多くの月は、ガスと塵の円盤が親惑星の周りを回ってできたと考えられていますが、その他の月は、形成された後に親惑星に取り込まれたと考えられています。また、地球月のように、巨大な天体が衝突してできたものもあります。

多くの天体間の衝突が起こり、太陽系の進化に重要な役割を果たしてきた。初期の段階では、惑星の位置がずれることもあり、惑星が入れ替わったこともあった。この惑星の移動は、太陽系の初期の進化の多くに関わっていると考えられています。

地球軌道

太陽の周りの地球の軌道はほぼ真円ですが、地図を作成してみると、地球は楕円軌道と呼ばれる非常にわずかに楕円形の軌道で太陽の周りを回っていることがわかります。太陽系の他の惑星も、わずかに楕円軌道で太陽の周りを回っています。水星は他の惑星よりも楕円形の軌道をしており、小さい天体の中には非常に偏心した軌道で太陽の周りを回っているものもあります

発見と探索

何千年もの間、人々は「太陽系」の名前を必要としていませんでした。彼らは地球がすべての中心に静止していると考えていました(地心論)。サモスのギリシャの哲学者アリストアルクスは、空には特別な秩序があることを示唆したが、ニコラウス・コペルニクスは、私たちが現在「太陽系」と呼んでいるものを記述した数学的システムを最初に開発した。これは新しい「世界のシステム」と呼ばれた。17世紀になると、ガリレオ・ガリレイ、ヨハネス・ケプラーアイザック・ニュートンが、人々が物理学をより明確に理解するのを助けるようになりました。人々は、地球が惑星であり、太陽の周りを移動していること、惑星は地球を支配するのと同じ物理法則を持つ世界であるという考えを受け入れ始めたのです。最近では、望遠鏡や宇宙探査機によって、山やクレーターが発見されたり、他の惑星ではや砂嵐、氷冠などの季節的な気象現象が発見されたりしています。

惑星の距離、縮尺ではありませんZoom
惑星の距離、縮尺ではありません

八つの惑星

太陽からの順番で

  1. 水銀
  2. 金星
  3. 地球
  4. 火星
  5. 木星
  6. 土星
  7. 天王星
  8. 海王星

惑星は太陽の周りを回る最大の天体です。それは、最も遠くにある天体を見つけるために、人々が望遠鏡使用して何年もかかった。今でも新しい惑星が発見されているかもしれませんし、より多くの小さな天体が毎年発見されています。惑星のほとんどは、惑星が太陽の周りを回るのと同じように、それらの周りを回る月を持っています。太陽系には少なくとも173個の月があります。

矮小惑星

冥王星は1930年に発見されて以来、惑星と呼ばれていましたが、2006年に国際天文学連合で開催された天文学者会議で惑星の定義が決定され、冥王星はその定義に当てはまりませんでした。しかし、2006年に国際天文学連合の会議で、冥王星は惑星の定義を決定し、冥王星は適合しませんでした。これらの小さな惑星は、プルーティノと呼ばれることもある。

構造

太陽系にはいくつかの主要な部分がある。ここでは、太陽から順に、惑星には番号が付けられており、矮小惑星にはa - eの文字が付けられています。

内部太陽系

太陽に最も近い最初の4つの惑星は、内惑星と呼ばれています。これらの惑星は小さくて密度の高い地球型惑星で、表面がしっかりしています。ほとんどが岩石と金属でできていて、内部構造がはっきりしていて、大きさも似ています。3つの惑星はまた、大気を持っています。この4つの惑星の研究は、地球外の地質についての情報を与えてくれます。ほとんどの小惑星は、内側の惑星と一緒に数えられることが多い。

  • 地球惑星領域には、太陽に最も近い4つの惑星が含まれており、すべてが岩石の惑星です。

·         (1) 水銀

·         (2) 金星

·         (3) 地球

·         (4) 火星

·         セレス

·         小惑星

アウターソーラーシステム

  • ガスの巨大な惑星の領域が含まれています。

·         (5)木星

·         (6) 土星

·         (7) 天王星

·         (8) 海王星

トランスネプチューン領域

  • カイパーベルト領域が含まれています。

·         b)冥王星

·         (c)ハウメア

·         (d) メイクメイク

·         カイパーベルト天体と他の矮星の可能性もある

·         短周期彗星

  • 散乱ディスク領域が含まれています。

·         e)エリス

·         散在する円盤状の天体と他の矮小惑星の可能性がある

オールトクラウド

オルト雲は海王星を横切る領域とは別の場所にあり、はるかに遠くにあります。そこには長周期彗星が含まれています。

内側の惑星。左から順に水星、金星、地球、火星Zoom
内側の惑星。左から順に水星、金星、地球、火星

黄道面

黄道の平面は、太陽の周りの地球の軌道によって定義される。すべての惑星は太陽をほぼ同じ公転平面を中心に公転している。惑星の軌道がこの平面から離れているほど、その軌道は黄道に対して傾斜している。もし太陽系を「端から」見ることができれば、すべての惑星は多かれ少なかれ黄道の面内を周回していることになる。

質問と回答

Q:太陽系とは何ですか?


A:太陽系とは、太陽と、その周りを回る惑星、小惑星、彗星などの天体のことです。

Q:太陽系は何歳?


A:太陽系は約46億年前です。

Q:太陽系の質量の大部分を占めるのは何ですか?


A:太陽は太陽系の質量の99.9%を占めています。

Q:太陽系にはいくつの惑星があるか?


A:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星の8つの惑星があります。

Q:土星にはどんな月があるの?


A:土星にはタイタンという月があり、窒素を主成分とする大気を持っています。

Q:宇宙の天動説を唱えたのは誰?


A:サモスのアリスタルコスは、太陽が宇宙の中心にあるとする天動説を唱えました。彼は「ギリシャのコペルニクス」と呼ばれることもあります。

Q:太陽系には全部でいくつの月があるのですか?


A:太陽系の6つの惑星と6つの最大の矮小惑星の周りを回る衛星は、太陽系全体で約200個あります。


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