トリトン (衛星)

海王星の謎を秘めた衛星トリトン

トリトンは、海王星最大の衛星であり、1846年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。太陽系内の大型衛星の中では唯一、主惑星の自転方向とは逆向きに公転する逆行軌道を持つという特異な特徴があります。直径は約2,710 kmで、太陽系の衛星の中では7番目に大きい天体です。

特徴

逆行軌道: 太陽系内の大型衛星で唯一、主惑星の自転方向とは逆向きに公転しています。
起源: カイパーベルトから捕獲された準惑星規模の天体と考えられています。
組成: 凍った窒素の表面、主に水の氷から成る地殻、マントル、岩石と金属からなる核を持っています。
地質活動: 氷の火山や間欠泉など、地質学的に活動的な衛星の一つです。
大気: 薄い窒素の大気を持ち、表面には間欠泉から噴出する窒素ガスが見られます。

発見の経緯

トリトンは、海王星の発見からわずか17日後に発見されました。ウィリアム・ラッセルは、自身が製作した口径61cmの望遠鏡を用いて観測を行いました。当初、ラッセルは環を発見したと報告しましたが、後の観測で環は非常に微かで暗いことが判明し、実際にラッセルが環を観測したかどうかは疑問視されています。

名称の由来

トリトンという名称は、ギリシャ神話の海の神であるトリートーンに由来します。この名称は、1880年にカミーユ・フラマリオンによって提唱され、数十年後に正式に採用されました。それまでは、単に「海王星の衛星」と呼ばれていました。

軌道と自転

トリトンは、太陽系内の大型衛星で唯一逆行軌道で公転しています。この特異な軌道は、トリトンが他の天体から捕獲されたことを示唆しています。トリトンの軌道は、海王星の自転軸の傾きとトリトンの軌道傾斜角という2つの傾斜の影響を受けており、海王星の自転に対して678地球年周期で歳差運動を起こしています。

トリトンの自転は公転と同期しており、常に同じ面を海王星に向けています。また、トリトンの自転軸は海王星の軌道面から約40度傾いており、季節変化が生じます。

トリトンの公転運動はほぼ円形ですが、潮汐力によって徐々に海王星に接近しており、約36億年後には海王星のロッシュ限界に達すると予測されています。

捕獲説

逆行軌道を持つトリトンは、海王星の周りで形成されたのではなく、他の領域から捕獲されたと考えられています。その有力な候補として、カイパーベルトが挙げられています。カイパーベルトは、冥王星などの準惑星を含む氷天体が集まる領域です。トリトンが捕獲されたメカニズムについては、いくつかの説が提唱されています。

衝突説: 他の天体との衝突によって減速し、海王星に捕獲された。
連星説: 捕獲される前は連星の一部であり、海王星との重力相互作用によって連星系が破壊され、片方が海王星に捕獲された。

物理的特徴

トリトンの表面は、焼なましされた固体窒素の透明な層で覆われています。その組成は冥王星に似ており、窒素の氷が55%、水の氷が15～35%、凍結した二酸化炭素が10～20%を占めています。また、トリトンの内部は、岩石と金属からなる核、水の氷からなるマントル、そして地殻に分化していると考えられています。トリトンの平均密度は2.059 g/cm3で、組成の約30～45%が氷であることを示唆しています。

大気

トリトンは、微量の一酸化炭素と少量のメタンを含む薄い窒素の大気を持っています。大気は表面からの窒素の蒸発によって生じると考えられています。表面の大気圧は約1.4～1.9 Paで、非常に希薄です。トリトンの対流圏は高度8kmまで達しており、間欠泉の噴煙によって残された縞模様は、季節的な風によって動いていることが示唆されています。

表面の特徴

トリトンの表面は、比較的平坦でクレーターが少ないのが特徴です。これは、地質活動によって表面が常に更新されているためと考えられます。表面には、様々な地形が見られます。

氷の火山: 窒素を噴出する間欠泉が観測されています。
極冠: 南極は、凍った窒素とメタンから成る反射率の高い極冠で覆われています。
平野: ジパンゴ高原など、氷の溶岩によって形成されたと考えられる平野が存在します。
尾根と谷: 凍結と融解のサイクルや地殻変動によって形成された複雑な尾根と谷が見られます。
カンタロープ地形: 西半球には、カンタロープメロンの皮に似た奇妙な地形が存在します。

氷の火山活動

トリトンは地質学的に活発な衛星であり、表面から窒素を噴出する間欠泉が観測されています。これらの間欠泉は、太陽熱によって表面下の窒素が加熱され、蒸発することによって発生します。噴出された塵は、風によって運ばれ、トリトンの表面に縞模様を作ります。この間欠泉活動は、トリトンの地質学的活動の重要な証拠です。

観測と探査

トリトンの詳細な観測は、1989年にボイジャー2号が接近するまでほとんど行われていませんでした。ボイジャー2号は、トリトンの表面の40%を撮影し、その特異な地形や間欠泉活動を明らかにしました。1990年代には、近距離星の掩蔽を用いて地球からトリトンの周縁を調べる様々な観測が行われ、トリトンに大気と風変わりな表面が存在していることが判明しました。現在も、トリトンを対象とした探査ミッションが提案されています。

まとめ

トリトンは、太陽系で最も特異な衛星の一つです。その逆行軌道、地質活動、そして氷の火山活動は、太陽系形成の謎を解く鍵となるかもしれません。今後の探査ミッションによって、トリトンに関する新たな発見が期待されます。

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