太陽系の八惑星


■太陽系

図は、NASAが作成した太陽系の模式図です。太陽を中心として、内側から、4個の内惑星(水星、金星、地球、火星)、小惑星帯、4個の外惑星(木星、土星、天王星、海王星)が位置しています。

図では、惑星の軌道距離が極端に圧縮して描かれています。太陽の直径=1,392,000km、地球の公転軌道半径(1AU)=149,597,870kmなので、太陽と地球との距離は、実際には太陽の直径の107倍もあります。


■内惑星

図は、NASAが作成した内惑星(Inner Planet)の大きさの比較図です。左から水星、金星、地球、火星です。

太陽系の内側の4個の惑星は、いずれも地球と同様、主に岩石や金属などの難揮発性物質から構成されているので、地球型惑星(Terrestrial Planet)と呼ばれます。外惑星と比べ、質量が小さく密度が高いことが特徴です。


■外惑星

図は、NASAが作成した外惑星(Outer Planet)の大きさの比較図です。左から木星、土星、天王星、海王星です。

太陽系の外側の4個の惑星は、いずれも地球より直径で4倍以上、質量で10倍以上の大きさがあり、密度は低いことが特徴です。もう一つの共通点として、環と多数の衛星を持っています。組成の相違により、木星と土星は巨大ガス惑星(Gas Giant)、天王星と海王星は巨大氷惑星(Ice Giant)と分類されます。


■太陽と惑星の比較

地球を基準として、太陽と惑星の直径、質量、軌道半径、公転周期、自転周期を比較します。恐縮ですが、数値に正確を期される場合は別途ご確認ください。


■太陽

太陽の中心は圧力が2,500億気圧、密度がおよそ水の150倍、温度は1,500万度に達し、熱核融合反応によって水素がヘリウムに変換されています。変換によって発生するエネルギーの大部分はガンマ線に変わり、一部がニュートリノに変わります。ガンマ線は周囲のプラズマと相互作用しながら次第に穏やかな電磁波に変換され、数十万年かけて太陽表面にまで達し、宇宙空間に放出されます。一方、ニュートリノは物質との反応率が非常に低いため、太陽内部で物質と相互作用することなく宇宙空間に放出されます。

図は、太陽観測衛星「ようこう」の軟X線望遠鏡による観測結果です(NASA)。太陽磁場によるプラズマが白い模様として見えます。


■第一惑星:水星(マーキュリー)

水星には大気はほとんど存在せず、カリウム、ナトリウム、酸素などを成分とする非常に薄いガス層があるだけです。表面温度は平均179℃ですが、温度変化は-183℃から427℃におよびます。水星には地球と同程度な大きな鉄の核が存在します。水星全体では約 70 % が金属、30 % が二酸化ケイ素でできています。

図は、惑星探査機「マリナー10号」のデータを再処理して得られた水星表面の画像です(NASA)。


■第二惑星:金星(ヴィーナス)

金星には二酸化炭素を主成分とし、わずかに窒素を含む大気が存在します。大気圧は非常に高く、地表で約90気圧になります。この圧力は、地球では水深900mに相当します。膨大な量の二酸化炭素によって温室効果が生じ、地表温度は平均400℃、最高500℃に達します。

図は、惑星探査機「マゼラン」のレーダー観測によって得られた金星表面の画像を再処理したものです(NASA)。金星は厚い雲に覆われているので、このような地形を直接見ることはできません。


■第三惑星:地球(アース)

地球には窒素と酸素を主成分とする大気が存在し、地表面の70%は液体の水(海)で被われています。表面温度は平均9℃です。地表付近の成分は、酸素とケイ素が主体で、他にアルミニウム、鉄、カルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウムなどの金属元素が含まれます。ほとんどは酸化物の形で存在します。中心部は鉄やニッケルが主体となっています。

図は、宇宙船「アポロ17号」の乗組員が撮影した地球です(NASA)。


■第四惑星:火星(マーズ)

火星には二酸化炭素を主成分とし、わずかに窒素を含む大気が存在します。大気は希薄なため、熱を保持する作用が弱く、表面温度は平均-63℃、最高でも20℃です。火星の表面は主として玄武岩と安山岩から成っています。火星が赤く見えるのは、地表に酸化鉄が大量に含まれているためです。

図は、火星探査機「バイキング1号」が撮影した火星表面のモザイク画像を合成したものです(NASA)。


■第五惑星:木星(ジュピター)

木星は、ほとんどが水素とヘリウムでできています。表面には水素を主成分とする厚い大気層が存在します。表面温度は平均-121℃です。その下は液体金属水素の層、中心は岩石の核となっています。

図は、惑星探査機「ボイジャー1号」が撮影した木星の画像を再処理したものです(NASA)。


■第六惑星:土星(サターン)

土星も、木星と同様、ほとんどが水素とヘリウムでできています。表面には水素を主成分とする厚い大気層が存在します。表面温度は平均-180℃です。その下は液体金属水素の層、中心は岩石の核となっています。土星の内部は高温であり、核では12,000℃ に達します。

図は、土星探査機「カッシーニ」が撮影した土星の画像です(NASA)。


■第七惑星:天王星(ウラヌス)

天王星は、主にガスと多様な氷から成っています。大気には水素が約83%、ヘリウムが15%、メタンが2%含まれています。表面温度は平均-205℃です。内部は重い元素に富み、岩石のほか、酸素、炭素、窒素から成っています。

図は、惑星探査機「ボイジャー2号」が撮影した天王星です(NASA)。


■第八惑星:海王星(ネプチューン)

海王星も、天王星と同様、主にガスと多様な氷から成っています。厚い大気が存在し、氷に覆われた岩石の核を持っています。太陽から45億km(30AU)も離れているため、わずかな熱しか受けず、表面温度は平均-220℃です。

図は、惑星探査機「ボイジャー2号」が撮影した海王星です(NASA)。


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