太陽系は見ていてとても美しいものです。 4つの地球型惑星、4つのガス惑星、氷や岩石からなる複数の小惑星、そして無数の月や小天体など、研究対象や魅力的なものに事欠かないのです。 さらに太陽、小惑星帯、カイパーベルト、多くの彗星を加えれば、一生かかっても飽きることはないだろう

しかし、なぜ太陽系の大きな天体は丸いのだろうか。 タイタンのような月でも、太陽系最大の惑星(木星)でも、大きな天体は(完全なものではないが)球の形を好むようだ。 この疑問に対する答えは、太陽系がどのように誕生したかはもちろん、重力の働きと関係がある。

形成:

この崩壊により、塵やガスのポケットが集まり、より密度の高い領域になりました。 この崩壊により、塵やガスが密集した領域ができ始めました。密集した領域がさらに物質を引き込むと、運動量保存により回転し始め、圧力の増加により熱くなりました。 8855>

惑星はこの円盤からの降着によって形成され、塵とガスが重力によって合体し、ますます大きな天体となった。 沸点が高いため、太陽に近いところでは金属とケイ酸塩だけが固体で存在でき、これらが最終的に水星、金星、地球、火星といった地球型惑星を形成することになります。 一方、巨大惑星(木星、土星、天王星、海王星)は、火星と木星の軌道の間の、揮発性の氷化合物が固体を保つのに十分な温度の地点(フロストライン)を越えて形成されました。 これらの惑星を形成した氷は、地球型内惑星を形成した金属やケイ酸塩よりも豊富で、水素やヘリウムの大きな大気を取り込むのに十分な質量に成長することができたのである。 このように、そもそも太陽系はどのように、そしてなぜ形成されたのか。 では、なぜ大きな天体は四角ではなく、球体で形成されたのでしょうか? その答えは、静水圧平衡と呼ばれる概念に関係しています。

静水圧平衡:

天体物理学の用語では、静水圧平衡とは、惑星の内側から外側にかかる熱圧力と内側にかかる物質の重さが釣り合っている状態を指します。 この状態は、天体(星、惑星、または小惑星)が非常に巨大になり、それらが及ぼす重力の力によって、最も効率的な形である球形に崩壊したときに発生します。 また、この概念は、ある天体が惑星に指定されるかどうかを決定する重要な要素にもなっている。 2006年の第26回国際天文学連合総会で採択された決議に基づいている。

決議5Aに従い、惑星の定義は以下の通りです:

  1. 「惑星」とは、(a)太陽の周りを周回しており、(b)自己重力が剛体力に打ち勝って静水圧平衡(ほぼ円形)形状をとるのに十分な質量を持ち、(c) その軌道周辺の地域をクリアした天体のことを言います。
  2. 「矮小惑星」とは、(a)太陽の周りを公転しており、(b)静水圧平衡(ほぼ円形)の形状をとるように、自己重力が剛体力に打ち勝つのに十分な質量を持ち、(c)その軌道の周りをクリアしておらず、(d)衛星ではない天体のことを言います。
  3. 衛星を除く、太陽の周りを回るその他の天体を総称して「太陽系小天体」と呼ぶ。
直径1万キロメートル以下の太陽系内のすべての丸天体の縮尺モンタージュ。 Credit: Emily Lakdawalla/data from NASA /JPL/JHUAPL/SwRI/SSI/UCLA/MPS/DLR/IDA/Gordan Ugarkovic/Ted Stryk, Bjorn Jonsson/Roman Tkachenko

ではなぜ惑星は丸いのでしょうか? その理由の一つは、物体が特に巨大になったとき、自然が最も効率的な形をとることを好むからです。 一方、惑星が丸いのは、私たちが「惑星」という言葉をそう定義しているからだとも言えるでしょう。 8855>

Universe Todayでは、これまでにも太陽系惑星について多くの記事を書いてきました。 地球はなぜ丸いのか」「すべてのものはなぜ球形なのか」「太陽系はどのように形成されたか」「惑星に関するいくつかの興味深い事実」です。

惑星についてもっと知りたい方は、NASAの太陽系探査のページと、NASAの太陽系シミュレーターへのリンクをチェックしてください。 ここから第49話です。 水星

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