土星は、太陽系の惑星の中でも美しい輪を持っていることでひときわ有名です。この招待はいったい何でできているのでしょうか？また、観測の歴史はいつからあるのでしょうか？ここでは、土星の輪の正体をくわしく解説します。
土星の輪の正体
土星の輪の正体は、一枚の岩からできているわけではない、ということはおそらく多くの人が知っていると思います。
フィクションなどでは、小さな岩が軌道に密集していることで輪に見えているという描写がされることも多いです。
実際には、土星の輪の正体は氷の塊がほとんどで、そのほかは多少の岩石でできています。じつは岩ばかりではなったというのは驚きですね。
ちなみに、土星の輪が傾いているのは本当で、中心の軸は鉛直に対して26.7度傾いていることがわかっています。
さらにこの状態で土星の輪ごと回転（自転）しているので、この様子はちょうど倒れそうなコマがぐるぐる回っているようにも見えます。
この影響により、地球との位置関係によっては土星の輪が水平になることで細く見えてしまい観測できなくなる、ということも起こります。
縞模様は隙間があるから
土星の輪のうつくしい縞模様ですが、これは粒子の集合同紙に微妙な隙間があることで作られています。この隙間には天文学者の名前が付けられることが多くあります。
有名かつよく見えるところでは「カッシーニの間隙」「ロシュの間隙」などが有名です。
そのほかにも、エンケの間隙などもあります。
土星の輪の正体を探求する歴史
望遠鏡が発明されるまでは、土星が輪を持っていることは認識されませんでした。
ガリレオガリレイの「耳のある惑星」
最初に土星の周りに何かあると感づいたのは、自身も望遠鏡を使って天体観測をしたことで有名なガリレオガリレイでした。これは1610年のことでした。
しかし、彼の解像度では輪を持っているとは認識できず、「耳のある惑星」と手紙に書き残しています。これには球体の両側に〇を描いたスケッチを残しています。
また、ガリレイが観測している途中に自転によって土星の輪が消える現象が起こったため、ガリレイは困惑した様子をノートに書き残してもいます。
輪の正体が認識されたのはホイヘンス以降
ガリレイ以降、1655年にホイヘンスが自身の作った高解像度の望遠鏡で観測を試みており、土星が輪を持っていることを証明しました。下の図はホイヘンスのスケッチです。
さらにこの時、土星の衛星であるタイタンも観測に成功しています。
すぐ後の時期にロバートフックも土星の輪をスケッチしています。
フックの絵には影を入れているのも特徴といえるでしょう。
宇宙探査機で接近成功
宇宙に探索機が打ち上げられるようになると、それらによって接近して土星の輪を撮影する挑戦が行われました。この任務にあたったものとしては1980年のボイジャー1号が有名です。
土星の輪が高解像度で見られるようになったのはこれが最初でした。
以降、カッシーニなどが任務に赴いています。
VR空間内で土星を見てみる
VR空間内で同じ比率で土星の輪を見ると、以下のようになります。こちらのページでも遊べます。
まとめ
- 土星の輪の正体は、水の氷の塊がほとんどを占め、岩石が残りを占める。
- ガリレオガリレイは輪を認識できず、耳に例えてスケッチした。
- ホイヘンスの後の時代は輪の正体がわかり始めた。
土星のビジュアルはいつ見てもうつくしくとくちょうてきなので、筆者も宇宙を描く機会には必ず土星を書いていた覚えがあります。
