太陽系：惑星、特徴、起源、進化 - アルテ - 2025

ソーラーシステムは、太陽が、この惑星系内でこのような衛星、矮小惑星、小惑星、流星、ケンタウルスのような小さな物体の多数ある：単一の中央スターによって生成重力引力により連結された惑星と天体のセットであります、彗星または宇宙塵。

太陽系は4568百万年前のもので、天の川にあります。冥王星の軌道から数え始めると、5,913,520,000 km、39.5 AUに相当すると計算されます。

図1.太陽系のメンバー。出典：ウィキメディア・コモンズ。

最も近い既知の惑星系は、アルファケンタウリで、太陽から約4.37光年（413億キロメートル）に位置します。最も近い星は、プロキシマケンタウリ（おそらくアルファケンタウリシステム）です。約4.22光年離れています。

太陽

太陽は、太陽系全体で最も大きくて最大の物体であり、重量は2 x 10 ³⁰ kg、直径は1.4 x 10 ⁶ kmです。100万の地球が快適に収まります。

日光の分析によると、この巨大な球体はほとんどが水素とヘリウムに加えて他のより重い元素の2％で構成されています。

内部には核融合炉があり、水素を常にヘリウムに変換し、放射する光と熱を発生させます。

太陽と太陽系の他のメンバーはおそらく、少なくとも46億年前の元の星雲の凝縮によっておそらく同時に発生しました。この星雲の問題は、1つまたは複数の超新星の爆発から生じた可能性があります。

太陽は最大または最も明るい星ではありませんが、惑星と太陽系にとって最も重要な星です。それは中型の星で、非常に安定していてまだ若く、天の川のらせん状の腕の1つに位置しています。全体としては比較的普通ですが、地球上の生命にとって幸運です。

図2.太陽の構造ケルビンソン

太陽はその強力な重力により、太陽系の各惑星で驚くべきさまざまなシナリオを可能にします。それは、それがメンバーの凝集力を維持するためのエネルギー源だからです。

太陽系を構成する惑星は何ですか？

太陽系のイラスト; 太陽、内惑星、小惑星帯、外惑星、冥王星、および彗星を示しています。この画像は縮尺通りではありません。

太陽系には8つの惑星があり、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星に分類されます。

内惑星

内側の惑星は、水星、金星、地球、火星です。木星のような外惑星は巨大なガスである一方で、それらは小さくて岩の多い惑星です。この密度の違いは、元の星雲の物質が凝縮する方法にその起源があります。太陽から遠くなると温度が下がり、物質が異なる化合物を形成する可能性があります。

温度が高い太陽の近くでは、金属やケイ酸塩などの重元素と化合物だけがゆっくりと凝縮して固体粒子を形成することができました。このようにして、密集した惑星、すなわち水星、金星、地球および火星が生じた。

外惑星

外惑星は、木星、土星、天王星、海王星です。それらはより離れた地域で形成され、そこで物質はすぐに氷に凝縮されました。これらの氷の蓄積の急速な成長は、巨大なサイズの物体をもたらしました。しかし、これらの巨大な惑星の内部は凍結されておらず、実際にはまだ宇宙に大量の熱を放射しています。

内惑星と外惑星の境界は小惑星帯であり、木星の巨大な引力のために形成できなかった惑星を残し、それらを分散させました。

冥王星は太陽系の惑星ですか？

長い間冥王星は2006年まで惑星と見なされていました。そのとき、天体は惑星と見なされなければならない特徴の1つである軌道の優位性がないため、天文学者はそれを矮小惑星として指定しました。

これは、同様のサイズおよび同様の重力を持つ他の物体がその環境に存在してはならないことを意味します。冥王星はそうではありません。そのサイズは、その月のカロンのサイズに似ており、互いに非常に近接しています。

惑星の主な特徴

ケプラーの法則によれば、惑星は楕円軌道に従って太陽の周りを回っています。これらの軌道はすべて、ほぼ同じ平面にあります。これは、太陽の周りの地球の動きが通過する黄道の平面です。

図3.太陽系の惑星の軌道

実際、太陽系のほとんどすべての物体はこの平面にありますが、軌道面が黄道に対して17度傾いている冥王星を除いて、わずかな違いがあります。

- 水星

図5.水銀。出典：NASA。

これは、地球の3分の1よりやや大きく、太陽に最も近い小さな惑星であり、その表面には、画像に見られるように、月の岩に似た岩層があります。典型的なのはローブの断崖で、天文学者は水星が縮小していることを示していると言っています。

また、化学組成、極での氷の存在、多数の衝突クレーターなど、衛星と共通する他の特性もあります。

図4.太陽系で最大の衝突面の1つであるカロリス平野。対蹠地には、おそらく衝撃の衝撃波によって形成された山脈があります。出典：solarsystem.nasaによるNASA。

水星は時々地球から見え、地平線の非常に低いところにあります。日没直後か日の出前の非常に早い時期です。

この小さな惑星は、いわゆる潮汐力のおかげで、太陽の周りの回転運動と並進運動を結びつけています。これらの力は、並進速度と等しくなるまで、その軸を中心とした惑星の回転速度を低下させる傾向があります。

このような結合は、太陽系内のオブジェクト間で珍しくありません。たとえば、月の動きは似ており、冥王星とその衛星であるカロンのように、常に地球に対して同じ顔を見せています。

潮汐のカップリングは、惑星の薄い大気とともに、水星の極端な温度の原因です。

太陽にさらされた水星の顔は灼熱の温度を持っていますが、たとえ太陽王に最も近くても、太陽系の中で最も暑い惑星ではありません。その違いは金星であり、金星の表面は、内部に熱を閉じ込める雲の密な毛布で覆われています。

表1.水銀：特性と動き

-金星

図6.金星。出典：ウィキメディア・コモンズ。

金星はサイズ、質量、化学組成において地球と非常によく似ていますが、その高密度の大気は熱が逃げるのを防ぎます。これは有名な温室効果であり、金星の表面温度が鉛の融点に近い400℃に達する原因です。

金星の大気は、主に二酸化炭素と微量の酸素などの他のガスで構成されています。気圧は地上の気圧の約100倍で、強風の分布は非常に複雑です。

金星の注目すべき大気のもう一つの詳細は、地球の周りのその回転であり、これには約4地球日かかります。惑星自体の回転は非常に遅いことに注意してください。金星の日は243地球日続きます。

重水素は金星に豊富にありますが、これは太陽からの紫外線に対する保護オゾン層がないために発生する水素の同位体です。現在、水の証拠はありませんが、重水素が多いため、金星は過去。

表面は、玄武岩が豊富な山、平野、火口などの地形がレーダー地図に示されています。

火山活動は遅い逆行性回転と同様に金星に特徴的です。金星と天王星だけが他の惑星とは反対の方向に回転します。

仮説は、過去の別の天体との衝突が原因であると考えられていますが、別の可能性は、太陽によって引き起こされる大気の潮汐がゆっくりと回転を修正することです。おそらく両方の原因が、惑星が現在持っている運動に等しく貢献しています。

表2.金星：特性と動き

- 地球

図7.宇宙から見た地球。

太陽に最も近い第3の惑星は、少なくとも私たちが知る限りでは、生命を宿している唯一の惑星です。

地球は生命が増殖するための理想的な距離にあり、保護オゾン層、豊富な液体水（表面の75％までがこの要素で覆われています）、およびそれ自体の強力な磁場を持っています。その回転はまた、4つの岩の惑星の中で最速です。

地球の大気は窒素と酸素で構成されており、微量の他のガスも含まれています。それは層別化されていますが、その限界は定義されていません。消えるまで徐々に薄くなります。

地球のもう1つの重要な特徴は、プレートテクトニクスを持っているため、その表面が連続的に変化することです（もちろん、地質学的な時期に）。したがって、太陽系の他の惑星にたくさんあるクレーターの証拠はすでに消去されています。

これにより、地球にはさまざまな環境設定が提供されます。山、平野、砂漠、そして広大な海と地表と地下の真水の両方における豊富な水。

その自然の衛星である月と一緒に、それは注目に値するデュオを形成します。私たちの衛星のサイズは地球のサイズに比べて比較的大きく、それに大きな影響を及ぼします。

そもそも月は、地球の生命に大きな影響を与える潮汐の原因です。月は私たちの惑星と同期して回転しています。地球の周りの回転と並進の周期は同じです。そのため、常に同じ面を示しています。

表3.地球：特性と動き

-火星

図8.赤い惑星。出典：ウィキメディア・コモンズ。

火星は地球と金星よりわずかに小さいが、水星よりは大きい。その表面密度もやや低いです。地球と非常によく似ているので、好奇心旺盛な人々は常に、赤みがかった星にインテリジェントな生命の兆候が見られると信じていました。

たとえば、19世紀半ば以降、多くの観測者が火星表面を横切って「インテリジェントライフの存在に起因する」「チャネル」、直線を見たと主張しました。これらの申し立てられたチャネルの地図も作成されました。

しかし、マリナープローブの画像は、20世紀の60年代半ばに火星の表面が砂漠であり、チャネルが存在しないことを示しました。

火星の赤みがかった色は、表面の豊富な酸化鉄によるものです。その大気に関しては、それは薄く、95％の二酸化炭素から成り、アルゴンのような他の要素の痕跡があります。水蒸気や酸素はありません。後者は岩石中に化合物を形成することが見出されています。

地球とは異なり、火星には独自の磁場がないため、太陽風からの粒子は、薄い大気によってほとんど保護されていない表面に直接衝突します。

地形については様々で、かつて惑星が液体の水を持っていたという兆候があります。最も注目すべき機能の1つは、これまでに太陽系で最大の火山として知られているオリンパス山です。

オリンパス山は、地球上で最大の火山をはるかに超えています。エベレストの3倍の高さと、地球上で最大の火山であるマウナロアの体積の100倍です。造構活動がなく、重力が低いと、溶岩が蓄積して、そのような巨大な構造を生み出す可能性があります。

表4.火星：特性と動き

-木星

図9.木星とガリレオ衛星。

そのサイズが大きいことは間違いなく惑星の王です。その直径は地球の直径の11倍であり、その状態ははるかに極端です。

強風が吹き抜ける豊かな雰囲気。木星の有名なグレートレッドスポットは、時速600 kmの風が吹く長年の嵐です。

木星は気体であるため、大気下に固い地面はありません。何が起こるかは、ガスが液化する点に達するまで、深さが増加するにつれて大気がより密になることです。したがって、回転により、極で平坦になります。

木星を構成する物質のほとんどが水素とヘリウム（太陽のように）であるという事実にもかかわらず、その中には高温で重元素の核があります。実際、ガス巨人は赤外線放射の源です。そのため、天文学者は内部が外部よりもはるかに高温であることを知っています。

木星には、地球よりも14倍強い独自の磁場もあります。その惑星の顕著な特徴は、それが持っている自然の衛星の数が多いことです。

その巨大なサイズのために、その重力がたまたま周囲を通り抜けた多くの岩の多い体を捕らえたかもしれないのは当然です。しかし、それには大きな月もあり、その中で最も注目に値するのは、ガリレオの4つの月、イオ、エウロパ、カリスト、ガニメデで、後者は太陽系で最大の月です。

これらの大きな月はおそらく木星と同時に発生した。他の特徴の中でも特に、水、火山活動、異常気象、および磁気の存在があるため、それ自体が魅力的な世界です。

表5.木星：特性と動き

-土星

図10.土星の画像

間違いなく、土星の注目を最も集めているのは、1609年にガリレオによって発見されたその複雑な環系です。クリスチャンホイヘンスが数年後の1659年に環状構造に最初に気づいたことにも注意してください。ガリレオの望遠鏡は十分な解像度を持っていませんでした。

何百万もの氷粒子が土星のリングを構成しています。おそらく地球に影響を与えた古代の月と彗星の残骸です。土星は木星とほぼ同じ数です。

シェパード衛星と呼ばれる土星のいくつかの衛星は、軌道を自由に保ち、惑星赤道面の明確な領域にリングを閉じ込めることを担当しています。惑星の赤道は非常に顕著で、密度が低く回転運動しているため、非常に平坦な回転楕円体です。

土星はとても軽いので、それを収容するのに十分な大きさの仮想海に浮かぶ可能性があります。惑星が変形するもう1つの理由は、回転が一定ではなく、緯度や衛星との相互作用に依存していることです。

その内部構造に関しては、ボイジャー、カッシーニ、ユリシーズのミッションによって収集されたデータは、それが木星のそれと非常によく似ていることを保証します。

温度と圧力の条件により、金属の液体水素が形成されます。これが、惑星に独自の磁場がある理由です。

地表に向かって、天候は極端です：嵐はたくさんありますが、隣接する木星のそれほど持続的ではありません。

表6.土星：特性と動き

-天王星

図11.冷凍惑星天王星のビュー。出典：Pixabay.com

1781年にウィリアムハーシェルによって発見されました。ウィリアムハーシェルは、望遠鏡にある緑がかった青い点として説明しました。彼は最初は彗星だと思っていましたが、彼と他の天文学者が土星や木星のような惑星だと気付いた直後に。

天王星の動きは非常に奇妙で、金星のように逆行しています。さらに、回転軸は軌道面に対して非常に傾斜しているため、実際には横方向に回転します。

したがって、ボイジャーの画像で明らかにされた惑星の季節は非常に極端で、冬は21年間続きます。

天王星の青緑色は、大気のメタン含有量によるもので、土星や木星のメタン含有量よりもはるかに低温です。しかし、その内部構造についてはほとんど知られていません。天王星と海王星はどちらも氷の世界、あるいは気体または準液体と考えられています。

天王星は内部の質量と圧力が低いため、金属水素を生成しませんが、地球に匹敵する強い磁場を持っています。

天王星には独自のリングシステムがありますが、土星のものほど壮大ではありません。それらは非常に暗いので、地球からは簡単には見えません。それらは、天文学者が初めてその構造を見ることができた星による惑星の一時的な掩蔽のおかげで、1977年に発見されました。

すべての外惑星と同様に、天王星には多くの月があります。主なものは、オベロン、チタニア、ウンブリエル、アリエル、ミランダで、アレクサンダーポープとウィリアムシェイクスピアの作品からとられた名前です。これらの月に凍った水が検出されました。

表7.天王星：特徴と動き

- ネプチューン

図12. Voyager 2プローブによって撮影された海王星の画像出典：ウィキメディア・コモンズ。

太陽系の端には、太陽から最も遠い惑星である海王星があります。これは、説明されていない大きな重力の乱れによって発見されました。これは、大きな未発見の物体の存在を示唆しています。

フランスの天文学者アーバンジャンレヴェリエの計算は、1846年にようやくネプチューンの発見につながりましたが、ガリレオはすでに望遠鏡でそれを星と信じていました。

地球から見ると、海王星は緑がかった青色の小さな点であり、つい最近まで、その構造についてはほとんど知られていませんでした。ボイジャーミッションは1980年代後半に新しいデータを提供しました。

画像は、強い嵐と強風の証拠のある表面を示し、大きな木星のようなパッチであるグレートダークスポットが含まれています。

海王星は、メタンが豊富な大気と、天王星のそれに似たかすかな環構造を持っています。その内部構造は、金属の核を覆う氷の地殻で構成され、独自の磁性を持っています。

月については、これまでに約15個が発見されていますが、惑星が非常に遠く、まだ研究されていないため、他にもいくつか存在する可能性があります。トリトンとネレイドが主なもので、トリトンは逆行軌道にあり、希薄な窒素雰囲気を持っています。

表8.海王星：特性と動き

その他の天体

太陽と大きな惑星は太陽系の最大のメンバーですが、他の物体もあり、小さくても魅力的です。

私たちは、主要な惑星、彗星、小惑星および流星体の矮小惑星、衛星または衛星について話します。それぞれに非常に興味深い特性があります。

小さな惑星

図13.プルート。出典：Pixabay.com

火星と木星の間にある小惑星帯、および海王星の軌道を超えたカイパーベルトには、天文学的基準に従って惑星のカテゴリに分類されない多くのオブジェクトがあります。

最も目立つのは：

-セレス、小惑星帯。

-以前は9番目に大きい惑星と考えられていた冥王星。

-2003年に発見されたエリス。冥王星よりも大きく、太陽よりも遠くにあります。

●メイクメイク、カイパーベルトで、冥王星の約半分のサイズ。

●ハウメア、カイパーベルトにも。それは形が著しく楕円形であり、リングを持っています。

それらをより大きな惑星から区別するための基準は、それらのサイズと、それらが持つ質量にリンクされたそれらが持つ重力の引力の両方です。惑星と見なされるには、オブジェクトは多かれ少なかれ球形であることに加えて、太陽の周りを回転する必要があります。

そして、その重力は、衛星または惑星の一部として、周囲の他の小さな天体を吸収するのに十分な高さでなければなりません。

セレス、冥王星、エリスでは少なくとも重力の基準が満たされていないため、この新しいカテゴリが作成され、冥王星は2006年に終了しました。遠いカイパーベルトでは、このような準惑星がさらに存在する可能性があります。まだ検出されていません。

月

私たちが見てきたように、主要な惑星、そして冥王星でさえ、それらの周りを周回する衛星を持っています。主要な惑星に属するものは100以上あり、それらのほとんどすべてが外惑星に分布しており、3つは内惑星に属しています。地球からの月、火星からのフォボスとダイモスです。

図14.地球の月。出典：Pixabay.com

特に海王星や他の氷の巨人など、太陽から最も遠い惑星では、まだ発見する月がまだあるかもしれません。

それらの形は様々で、いくつかは回転楕円体で、他はかなり不規則です。最大のものは恐らく親惑星の隣に形成されたが、他のものは重力によって捕らえられることができた。一時的な月もあり、何らかの理由で惑星によって捕獲されますが、間に合わせて解放されます。

主要な惑星に加えて、他の天体にも月があります。これまでに、あらゆる種類の約400の自然衛星があると推定されています。

凧

図15.ハレー彗星。

彗星は、太陽系を生じさせた物質の雲からの破片です。それらは氷、岩、ほこりでできており、現在太陽系の郊外で発見されていますが、時々太陽に近づいています。

太陽から非常に遠いが、太陽系に属している3つの領域があります。天文学者は、すべての彗星がそこに住んでいると信じています：カイパーベルト、オールト雲、および散乱ディスク。

小惑星、ケンタウロス、隕石

小惑星は、小惑星や衛星よりも小さい岩のような物体です。ほとんどすべてが、岩石とガスの惑星の境界を示す小惑星帯にあります。

彼らの側では、ケンタウロスは同じ名前の神話上の生き物のような小惑星と彗星の特徴を共有しているので、この名前を受け取ります：半分の人間と半分の馬。

1977年に発見され、まだ十分に写真が撮られていませんが、木星と海王星の軌道の間にたくさんあることが知られています。

最後に、流星体はこれまでに説明したような、より大きなオブジェクトの断片です。それらは、ほこりの粒のように小さくはなく、約100ミクロンまたは直径50 kmもの大きさの物質の小ささのように小さい場合があります。

太陽系の主な特徴のまとめ

- 推定年齢：46億年。
- 形状：ディスク
- 位置：天の川のオリオンの腕。
- 延長：相対的で、オールト雲の中心まで、約10,000天文単位*と見なすことができます。
- 惑星の種類：地球（岩が多い）と木星（気体と氷）
- その他のオブジェクト：衛星、準惑星、小惑星。

*天文単位は1億5000万キロメートルに相当します。

図16.天文単位での太陽系のスケール。出典：NASA。

起源と進化

現在、ほとんどの科学者は、太陽系の起源は宇宙ガスとダストの巨大な星雲が形成された超新星の残骸にあると信じています。

重力は、この問題の凝集と崩壊の原因であり、このようにして、より速くより速く回転し、太陽が形成された円盤を形成し始めました。このプロセスは、降着と呼ばれています。

太陽の周りには残った物質の円盤が残り、そこから惑星や太陽系の他のメンバーが出現しました。

私たち自身の天の川銀河での星系の形成の観察とコンピューターシミュレーションから、科学者はそのようなプロセスが比較的一般的であるという証拠を持っています。新しく形成された星は、しばしばこれらの物質の円盤をそれらの周りに持っています。

この理論は、単一の中心星系である太陽系についてなされた発見のほとんどを十分に説明しています。しかしながら、それはバイナリーシステムにおける惑星の形成を完全に説明するものではありません。そして、太陽系外惑星の50％が2つの星を持つシステムに属していると推定されているため、銀河では非常に一般的です。

参考文献

1. 天体物理学と物理学。から回復：astrofisicayfisica.com。
2. キャロル、B。現代天体物理学入門。2番目。版。ピアソン。
3. ポット。太陽系探査。回復元：solarsystem.nasa.gov。
4. ポット。視点での太陽系。リカバリ元：nasa.gov。
5. リベイロ、A。太陽、太陽系のエンジン。から回復：astrobitacora.com。
6. 種子、M。2011。天文学の基礎。第11版。Cengage Learning。
7. ウィキペディア。チェンタウロ（天文学）：回復元：es.wikipedia.org。
8. ウィキペディア。太陽系。回復元：es.wikipedia.org。