土星の衛星と環
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土星の衛星と環（どせいのえいせいとわ）では、土星の衛星と環について述べる。
2006年現在、土星の衛星は56個が発見もしくは確認中であり、うち35個が命名されている（この他、衛星か環の一部か確定していないものが3つある）。また、9本の環と6本の隙間が発見されている。
目次 |
[編集] 衛星
[編集] 発見
土星の衛星は、地上観測により19世紀までに9個が発見されていたが、その他の多くの衛星が発見されたのはごく最近である（1905年にウィリアム・ヘンリー・ピッカリングが第10番衛星テミスを"発見"したが、以降観測される事はなく幻の衛星となった）。
- 1966年にヤヌスが発見された（少し後にエピメテウスも観測されているが、当時はヤヌスと同一視されていた）。
- 1980年と1981年、ボイジャーにより8個の衛星が発見された（エピメテウスを含む。なお、この時は誤認や重複もあったため、仮符号の数と実際の衛星数は一致しない）。
- 2000年の調査で12個、2003年に更に1個の衛星が発見された。
- 2004年夏、カッシーニの観測によりさらに6個の衛星が発見された。F環の中で見つかった3個は未確認だが、それらを含めた衛星数はこの時点で37個に増加した。
- 2004年11月16日、カッシーニ計画の科学者たちは土星の環の中に数個の衛星の存在を示唆する構造があると発表した（後日確認されたダフニスはその一つ）。
- 2005年5月3日、デイヴィッド・ジューウィット（David Jewitt）米ハワイ大教授のチームは、ハワイ・マウナケア山頂にあるすばる望遠鏡（日本）、ジェミニ北望遠鏡（アメリカ、イギリス、カナダ、アルゼンチン、オーストラリア、ブラジル、チリ）などを用いた観測により、小さな衛星（推定直径3～7Km）をまとめて12個も発見したと発表した。これらのうち11個は他の主要な土星の衛星の軌道と逆行して公転しているが、もともと小惑星などが土星の重力に捕らえられたものと考えられている。
- 2005年5月10日、NASAは、カッシーニが土星の輪にある「キーラーの間隙」を撮影した写真の中から、新たな衛星（直径約7Km）を発見したと発表した[1]。
- 2006年7月7日、ハワイ大学のデイヴィッド・ジューウィットらの研究チームは、すばる望遠鏡を用いて新たな衛星を9個発見したと発表。
- 2006年9月20日、NASAは、カッシーニの観測により、F環とG環の間に新たに環がある事が確認されたと発表。
内側の衛星群は従来ギリシャ神話のティタン神族にちなんで命名されていたが、最近続々と発見されている外側の衛星群では、逆行しているものは北欧神話、離心率の大きなものはガリア人の神話、それ以外はイヌイットの神話にちなんだ命名がされている。
[編集] 分類
一部、境界が曖昧な点があるが土星の月は8群に分けることができる。
[編集] 羊飼い衛星
羊飼い衛星は 土星の環の周囲、又は間隙の中を周回し、その重力によって土星の環の内外縁や間隙、空隙を維持しているものと考えられている。
この群にはパン、ダフニス、アトラス、プロメテウス、パンドラ、S/2004 S3が属する。存在が未だ確定していないが、確認されればS/2004 S4とS/2004 S6も含まれることになる。
[編集] 共有軌道衛星
ヤヌスとエピメテウスは共有軌道衛星である。両者ともほぼ同じ衛星の直径を持ち、数キロメートルしか差のない軌道を公転している。公転周期の差により両者の衛星の距離は次第に近づいていくが、衝突はせずにある位置関係で、引力の相互作用により約4年毎に互いの軌道を交換する。詳細はエピメテウス（英）の項目を参照されたい。
[編集] 内大衛星群
内側の大衛星群はE環の内側に軌道を持つ。
この群にはミマス、エンケラドゥス、テティス、ディオネが属する。
この領域内に最近、メトネとパレネが発見された。共有軌道と同じく、衛星二つで別群とも見なせる。
[編集] トロヤ衛星
トロヤ衛星はもう一種の共有軌道である。先述の共有軌道と同じく土星系特有であり、他の惑星系の衛星には2006年現在、同様の衛星軌道は見付かっていない。
小惑星のトロヤ群と同じように、テティスにはテレストとカリプソが、ディオネにはヘレネとポリデウケスが各大衛星のラグランジュ点に一つずつ存在し、土星を周回している。
[編集] 外大衛星群
土星の最大級の衛星はE環の外側を周回し、別個の衛星群として考える事ができる。
この群にはレア、タイタン、ヒペリオン（他と比較すると少々小さく、自転や形状がかなり不規則である）、イアペトゥスが属する。
[編集] 不規則衛星
内軌道の5群の正規衛星と比較し、外軌道の3群は全て軌道が特殊である。小惑星やカイパーベルト天体等の土星系外の天体が捕獲されたとの説もある。
右図は土星の不規則衛星の軌道をグラフに表した物である。Y軸に軌道の傾斜角を単位度で表す。グラフの上部が順行、下部が逆行衛星である。X軸は土星からの距離を表し、土星のヒル球（土星重力圏）の範囲（直径65Gm以内）を示す。各衛星の線は近土点距離、遠土点距離を結んだもので、線の長さが概ね離心率を表す。
名称の確定している衛星は黄色、仮名称の衛星は白、2005年以降に発表された衛星は灰色で示す。
[編集] イヌイット群
- 詳細はイヌイット群 (衛星)を参照
イヌイット群は順行軌道を持ち、各軌道要素が充分類似している（低離心率、高（40～50度）軌道傾斜角）5つの衛星からなる群である。
この群にはキビウク、イジラク、パーリアク、シャルナク、S/2004 S11が属する。
[編集] 北欧群
- 詳細は北欧群 (衛星)を参照
北欧群は土星の外周部を公転する逆行軌道を持つ衛星群である。
この群にはフェーベ、ムンディルファリ、スットゥングル、スリュムル、ユミル。他に仮符号の衛星としてS/2004 S13、S/2004 S17、S/2004 S10、S/2004 S12、S/2004 S14、S/2004 S7、S/2004 S16がある。他に後述のスカジ群、ナルヴィを含む。
[編集] スカジ群（副群）とナルヴィ
スカジ群は単独の群ではなく、北欧群の中にある比較的軌道傾斜角の大きい衛星群（副群）である。2006年の新発見の衛星をあわせて軌道要素ごとに比較しても、特に軌道傾斜角において差が大きいようである。
スカジ群にはスカジ、S/2004 S15、S/2004 S18、S/2004 S9が属する。
ナルヴィは他の逆行衛星と比較しても傾斜角が大きく（黄道面から140度程度、土星の赤道面から110度程度）、スカジ群とは別に扱われている。S/2006 S2等の新衛星と副群として扱われるかもしれない。
[編集] ガリア群
- 詳細はガリア群 (衛星)を参照
ガリア群は順行軌道を持ち、各軌道要素が充分類似している（高離心率、中（35度）軌道傾斜角）3つの衛星からなる群である。
[編集] 環
土星#土星の環も参照。カッシーニによって新たに2本の環が発見され、環は9本となった。また、地球からは、A,B,Cの環だけが目視することができる。 2006年9月21日にNASAより、Ｆ環とＧ環の間に新たに環が発見されたと発表があった。
また、環にはDivision またはGap と呼ばれる隙間が6本見つかっている。Division、Gap のどちらも日本語では「間隙」または「空隙」と訳されている。
[編集] 表
| 名前 | 直径（km） | 質量（kg） | 軌道傾斜角（度） | 離心率 | 平均軌道半径（km） | 公転周期 (日) | 発見年 | 位置 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| （D環） | 7,500 | 67,000 ～ 74,500 | 1969 | ||||||
| （C環） | 17,500 | 74,500 ～ 92,000 | 1850 | ||||||
| （クーロンの空隙） | 100 | 77,800 | |||||||
| （マックスウェルの空隙） | 270 | 87,500 | 1981 | ||||||
| （B環） | 25,500 | 92,000 ～ 117,500 | 1655 | ||||||
| （ホイヘンスの空隙） | 285 ～ 440 | 117,680? | |||||||
| （カッシーニの間隙） | 4,700 | 117,500 ～ 122,200 | 1675 | ||||||
| （A環） | 14,600 | 122,200 ～ 136,800 | 1655 | ||||||
| （エンケの間隙） | 325 | 133,570 | 1837 | ||||||
| XVIII | パン | 30 （35×35×23）(11) |
2.7E+15 | ～0.01 | ～0.0003 | 133,583 | 0.576(1) | 1990 | エンケの間隙 |
| （キーラーの空隙） | 35 | 136,530 | 1981 | ||||||
| XXXV | ダフニス | ～7 | ? | ～0 | 0.00 | 136,505(8) | 0.59537(1) | 2005 | キーラーの空隙 |
| （R/2004 S 1） | ? | 137,630 | 2004 | ||||||
| XV | アトラス | 31 （46×38×19）(11) |
1.1E+16 | 0.007 | 0.000 | 137,670 | 0.603(1) | 1980 | A環外側の羊飼い衛星 |
| （R/2004 S 2） | ? | 138,900 | 2004 | ||||||
| XVI | プロメテウス | 86 （119×87×61）(11) |
3.3E+17 | 0.007 | 0.0024 | 139,350 | 0.614(1) | 1980 | F環内側の羊飼い衛星 |
| S/2004 S 6(2) | ～5 | 140,000 | 0.61 | 2004 | |||||
| S/2004 S 4(2) | ～5 | 140,100 | 0.619(1) | 2004 | |||||
| （F環） | 30～500 | 140,210 | 1981 | ||||||
| S/2004 S 3(2)？ | ～5 | 140,580 | 0.62095 | 2004 | F環外側の羊飼い衛星 | ||||
| XVII | パンドラ | 80 （103×79×64）(11) |
1.94E+17 | 0.007 | 0.0042 | 141,520 (3) | 0.6285(7) | 1980 | |
| XI | エピメテウス | 113 （135×108×105）(11) |
5.35E+17 | 0.37 | 0.009 | 151,422(7) | 0.6956(1) | 1980 | co-orbitals |
| X | ヤヌス | 179 （193×173×137）(11) |
1.98E+18 | 0.20 | 0.007 | 151,472(7) | 0.6960(1) | 1966 | |
| （G環） | 8,000 | 165,800 ～ 173,800 | 1981 | ||||||
| （E環） | 300,000 | 180,000 ～ 480,000 | 1981 | ||||||
| I | ミマス | 397 （415×394×381）(12) |
3.84E+19 | 1.51 | 0.0202 | 185,404(3) | 0.942422(4) | 1789 | |
| XXXII | メトネ | 3 | ? | 0.02 | 0.001 | 194,000 | 1.01(1) | 2004 | |
| XXXIII | パレネ | 4 | ? | 0.18 | 0.004 | 211,000 | 1.14(1) | 2004 | |
| II | エンケラドゥス | 504 （513×503×497）(12) |
1.08E+20 | 0.019 | 0.0045 | 237,950(3) | 1.370218(4) | 1789 | In the thick of E ring |
| XIII | テレスト | 24 （29×22×20）(11) |
? | 1.19 | 0.00 | 294,619(3) | 1.887802(4) | 1980 | テティスの先行トロヤ点（L4） |
| III | テティス | 1066 （1081×1062×1055）(12) |
6.176E+20 | 1.12 | 0.00 | 1684 | |||
| XIV | カリプソ | 21 （30×23×14）(11) |
? | 1.56 | 0.000 | 1980 | テティスの後方トロヤ点（L5） | ||
| XII | ヘレネ | 33 （36×32×30） |
? | 0.199 | 0.0022 | 377,396(3) | 2.736915(4) | 1980 | ディオネの先行トロヤ点（L4） |
| IV | ディオネ | 1123 （1128×1122×1121）(12) |
1.096E+21 | 0.019 | 0.0022 | 1684 | |||
| XXXIV | ポリデウケス | 13 | ? | 0.1705 | 0.0182 | 2004 | ディオネの後方トロヤ点（L5） | ||
| V | レア | 1529 （1535×1525×1526）(12) |
2.3166E+21 | 0.345 | 0.0012583 | 527,108(5) | 4.518212(5) | 1672 | |
| VI | タイタン | 5151 | 1.345E+23 | 0.34854 | 0.028880 | 1,221,930(3) | 15.94542 | 1655 | |
| VII | ヒペリオン | 292 （370×280×226） |
5.686E+18 | 0.43 | 0.1230061 | 1,481,010(3) | 21.27661 | 1848 | |
| VIII | イアペトゥス | 1472 （1494×1498×1425）(12) |
1.9739E+21 | 15.47 | 0.0286125 | 3,560,820 | 79.3215(1) | 1671 | |
| XXIV | キビウク(9) | ～16 | ? | 77 | 0.156 | 11,333,200(5) | 450.444(5) | 2000 | イヌイット群 |
| XXII | イジラク(9) | ～12 | ? | 31 | 0.343 | 11,355,316(5) | 452.760(5) | 2000 | |
| IX | フェーベ | 220 （230×220×210） |
7.2E+18 | 151.66 | 0.1562415 | 12,869,700 | -550.564636 | 1899 | 北欧群 |
| XX | パーリアク(9) | ～22 | ? | 74 | 0.433 | 15,103,400(5) | 680.667(5) | 2000 | イヌイット群 |
| XXVII | スカジ(9) | ～8 | ? | 154 | 0.246 | 15,672,500(5) | -725.784(4,6) | 2000 | 北欧（スカジ）群 |
| XXVI | アルビオリックス(9) | ～32 | ? | 33 | 0.521 | 16,266,700(5) | 784.226(5) | 2000 | ガリア群 |
| XXXVII | S/2004 S 11(10) | ～6 | ? | 25 | 0.333 | 17,153,520(5) | 820.130(5) | 2004 | イヌイット群 |
| XXVIII | エリアポ(9) | ～10 | ? | 24 | 0.534 | 17,236,900(5) | 857.556(5) | 2000 | ガリア群 |
| XLVII | S/2006 S 8 | ~6 | ? | ? | ？ | 17,473,800 | -862.37 | 2006 | 北欧群 |
| XXIX | シャルナク(9) | ～40 | ? | 60 | 0.479 | 17,766,600(5) | 894.542(5) | 2000 | イヌイット群 |
| S/2004 S 13(10) | ～6 | ? | 151 | 0.261 | 18,056,300(5) | -905.848(4,6) | 2004 | 北欧群 | |
| S/2006 S 4 | ~6 | ? | 172.666 | ? | 18,065,700 | -906.56 | 2006 | ||
| XLIV | S/2004 S 19 | ~8 | ? | 153.272 | ? | 18,168,300 | -914.29 | 2006 | |
| S/2006 S 6 | ~6 | ? | 162.861 | ? | 18,556,900 | -943.78 | 2006 | ||
| XXI | タルヴォス(9) | ～15 | ? | 39 | 0.547 | 18,562,800(5) | 913.685(5) | 2000 | ガリア群 |
| XXV | ムンディルファリ(9) | ～7 | ? | 157 | 0.198 | 18,725,800(5) | -928.806(4,6) | 2000 | 北欧群 |
| S/2006 S 1 | ~6 | ? | 154.232 | ? | 18,930,200 | -972.41 | 2006 | ||
| S/2004 S 17(10) | ～4 | ? | 168 | 0.226 | 19,099,200(5) | -985.453(4,6) | 2004 | ||
| XXXVIII | S/2004 S 15(10) | ～6 | ? | 142 | 0.152 | 19,104,000(5) | -1006.659(4,6) | 2004 | 北欧（スカジ）群 |
| XXXI | ナルヴィ | ～7 | ? | 118 | 0.320 | 19,395,200(5) | -1006.541(4,6) | 2003 | 北欧群 |
| XXIII | スットゥングル(9) | ～7 | ? | 159 | 0.131 | 19,576,000(5) | -1029.703(4,6) | 2000 | |
| XLIII | S/2004 S 14(10) | ～6 | ? | 172 | 0.291 | 19,709,300(5) | -1080.099(4,6) | 2004 | |
| - | S/2004 S 12(10) | ～5 | ? | 170 | 0.396 | 19,905,900(5) | -1048.541(4,6) | 2004 | |
| XL | S/2004 S 9(10) | ～5 | ? | 139 | 0.209 | 19,984,800(5) | -1079.099(4,6) | 2004 | 北欧（スカジ）群 |
| XXX | スリュムル(9) | ～7 | ? | 159 | 0.453 | 20,278,200(5) | -1120.809(4,6) | 2000 | 北欧群 |
| XXXVI | S/2004 S 10(10) | ～6 | ? | 148 | 0.237 | 20,482,900(5) | -1025.908(4,6) | 2004 | |
| XXXIX | S/2004 S 18(10) | ～7 | ? | 154 | 0.772 | 20,570,000(5) | -1052.722(4,6) | 2004 | 北欧（スカジ）群 |
| - | S/2004 S 7(10) | ～6 | ? | 175 | 0.554 | 20,576,700(5) | -1101.989(4,6) | 2004 | 北欧群 |
| - | S/2006 S 3 - | ~6 | ? | 150.817 | ? | 21,076,300 | -1142.37 | 2006 | |
| XLI | S/2004 S 16(10) | ～4 | ? | 151 | 0.131 | 21,930,644(5) | -1269.362(4,6) | 2004 | |
| XLVIII | S/2006 S 7 | ~6 | ? | 166.918 | ? | 22,288,916 | -1242.36 | 2006 | |
| XLV | S/2006 S 2 | ~7 | ? | 148.384 | ? | 22,321,200 | -1245.06 | 2006 | |
| XIX | ユミル (9) |
～18 | ? | 154 | 0.358 | 22,429,673(5) | -1317.137(4,6) | 2000 | |
| XLVI | S/2006 S 5 | ~6 | ? | 166.539° | ? | 22,984,322 | -1300.95 | 2006 | |
| XLII | S/2004 S 8(10) | ～6 | ? | 160 | 0.186 | 24,504,879 (5) | -1354.342(4,6) | 2004 | |
- (1) IAU-MPC（国際天文学連合小惑星センター）が提供する衛星位置推算暦のμ値を用いて軌道長半径から計算した。
- (2) 実際の衛星なのか、単にF環の濃い部分なのか未確定。
- (3) IAU-MPCが提供する衛星位置推算暦のμ値を用いて公転周期から計算した。
- (4) NASAの発表による。
- (5) IAU-MPCが提供する衛星位置推算暦による。
- (6) マイナスの公転周期は土星の自転に対する逆行軌道を示す。
- (7) NASAジェット推進研究所の 発表による。
- (8) カッシーニの観測結果による。
- (9) 2005年5月の時点で日本語読みが確定していない。
- (10) ジューウィットのチームが発見した衛星。
- (11) カッシーニの観測結果による（Porco et al. 2006）。
- (12) カッシーニの観測結果による（Thomas et al. 2006）。
[編集] 関連項目
- 太陽系
- 羊飼い衛星
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|---|
| パン | ダフニス | アトラス | プロメテウス | S/2004 S 6 | S/2004 S 4 | S/2004 S 3 | パンドラ | エピメテウスとヤヌス |
| ミマス | メトネ | パレネ | エンケラドゥス | テレストとテティスとカリプソ | ポリデウケスとディオネとヘレネ |
| レア | タイタン | ヒペリオン | イアペトゥス | キビウク | イジラク | フェーベ | パーリアク | スカジ | アルビオリックス |
| S/2004 S 11 | エリアポ | シャルナク | S/2004 S 13 | タルヴォス | ムンディルファリ | S/2004 S 17 | ナルヴィ |
| S/2004 S 15 | S/2004 S 10 | スットゥングル | S/2004 S 12 | S/2004 S 18 | S/2004 S 9 | S/2004 S 14 |
| S/2004 S 7 | スリュムル | S/2004 S 16 | ユミル | S/2004 S 8 | (テミス) |
| 太陽系 |
|---|
| 太陽 |
 |
| 惑星 [ 水星 | 金星 | 地球 | 火星 | 木星 | 土星 | 天王星 | 海王星 ] |
| 矮惑星 [ ケレス | 冥王星 | エリス ] |
| 衛星と環 [ 地球（月） | 火星 | 木星 | 土星 | 天王星 | 海王星 | 冥王星 | エリス ] |
| 小惑星 | 彗星 | エッジワース・カイパーベルト天体 | オールトの雲 |
