組成と内部構造

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組成と内部構造

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/11/01 08:45 UTC 版)

「オベロン (衛星)」の記事における「組成と内部構造」の解説

オベロンはチタニアに次いで2番目に大きく重い天王星の衛星である。また、太陽系の衛星の中では9番目に重い。密度は 1.63 g/cm3 であり、土星の衛星の典型的な密度よりも大きい。そのため、氷とその他の高密度の成分がおおむね半々の組成であると考えられる。後者は、重い有機化合物を含む炭素質の物質や岩石であると考えられる。水の氷が存在することは2001年から2005年にかけて行われた赤外線の分光観測から明らかになっており、表面に結晶質の氷が存在することが判明している。氷による吸収の特徴は、公転の先行半球よりも後行半球で強く、これは他の天王星の主要な衛星で見られるものとは逆の特徴である。この非対称性の原因は明らかになっていないが、表面での「インパクト・ガーデニング（英語版）」(衝突を介して土壌が生成される現象) と関係していると考えられている。表面への隕石衝突は水の氷のスパッタリングを起こす傾向があり、その結果として氷以外の暗い物質が後に残る。暗い物質そのものはメタンのクラスレートハイドレートが放射線の影響で変質したか、あるいはその他の有機化合物の放射線による変質によって生成された可能性がある。 オベロンの内部は、岩石質の核と、それを取り囲む氷のマントルに分化している可能性がある。分化した構造を持つ場合、核の半径は 480 km で衛星半径のおよそ 63% に相当し、質量は衛星全体のおよそ 54% になると推定される。オベロン中心部での圧力はおよそ 0.5 GPaである。氷マントルの現在の状態は分かっていない。もし氷が十分な量のアンモニアやその他の不凍液になる成分を含んでいた場合、核からコア・マントル境界に内部海を持つ可能性がある。もし内部海が存在した場合、その厚みは最大で 40 km、温度はおよそ 180 K と推定される。しかし現在のチタニアの内部構造はその熱史に大きく依存し、あまり分かっていない。

組成と内部構造

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/11/01 08:45 UTC 版)

「チタニア (衛星)」の記事における「組成と内部構造」の解説

チタニアは天王星の衛星の中では最も大きく、また最も質量が大きい。太陽系の衛星の中でも8番目に重い。密度は 1.71 g/cm3 であり、土星の衛星の典型的な密度よりも大きい。そのため、氷とその他の高密度の成分がおおむね半々の組成であると考えられる。後者は、重い有機化合物を含む炭素質の物質や岩石であると考えられる。水の氷が存在することは2001年から2005年にかけて行われた赤外線の分光観測から明らかになっており、表面に結晶質の氷が存在することが判明している。氷による吸収の特徴は、後行半球よりも公転の先行半球で強い。この非対称性の原因は明らかになっていないが、天王星の磁気圏からの荷電粒子の衝突と関係していると考えられる。磁気圏内の荷電粒子は天王星の自転とほぼ同じ角速度で動いているためチタニアの軌道ではチタニアの公転速度よりも速く、そのため後行半球に後方から追突する形で衝突する。エネルギー粒子は水の氷のスパッタリングを起こす傾向があり、クラスレートハイドレートの形で氷の中にとらわれているメタンを分解して有機物を暗くし、炭素が豊富な暗い残余物が生成される。 水以外にチタニアの表面に赤外線分光観測で発見されている化合物は二酸化炭素のみであり、主に後行半球に濃集している。この二酸化炭素の起源は明らかになっていない。天王星の磁気圏からやってくる高エネルギーの荷電粒子や太陽からの紫外線の影響で、炭素化合物や有機物から局所的に生成されている可能性がある。この仮説は二酸化炭素の濃集の非対称性を説明することができる。これは、後行半球では先行半球よりも磁気圏からの粒子の影響が強いからである。その他の可能性としては、チタニア内部の氷に昔から捕獲されている二酸化炭素の脱ガスによるという仮説も存在する。この場合、内部からの二酸化炭素の流出は過去の地質学的な活動と関連している可能性がある。 チタニアの内部は、岩石質の核と、それを取り囲む氷のマントルに分化している可能性がある。分化した構造を持つ場合、核の半径は 520 km で衛星半径のおよそ 66% に相当し、質量は衛星全体のおよそ 58% になると推定される。チタニア中心部での圧力はおよそ 0.58 GPaである。氷マントルの現在の状態は分かっていない。もし氷が十分な量のアンモニアやその他の不凍液になる成分を含んでいた場合、核からコア・マントル境界に内部海を持つ可能性がある。もし内部海が存在した場合、その厚みは最大で 50 km、温度はおよそ 190 K と推定される。しかし現在のチタニアの内部構造はその熱史に大きく依存し、あまり分かっていない。

組成と内部構造

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「ウンブリエル」の記事における「組成と内部構造」の解説

ウンブリエルは天王星の衛星の中で3番目に大きく、4番目に重い。平均密度は 1.39 g/cm3 であり、組成の大半は氷で、質量の 40% 程度が氷ではない高密度の物質から成っていると考えられている。後者の物質は、ソリンのような重い有機化合物を含んだ炭素質の物質や岩石であると考えられる。水の氷が存在することは赤外線の分光観測から明らかになっており、観測では表面に結晶質の氷が存在することが判明している。氷による吸収の特徴は、後行半球よりも公転の先行半球で強い。この非対称性の原因は明らかになっていないが、天王星の磁気圏からの荷電粒子の衝突と関係していると考えられる。磁気圏内の荷電粒子は天王星の自転とほぼ同じ角速度で動いているためウンブリエルの軌道ではウンブリエルの公転速度よりも速く、そのため後行半球に後方から追突する形で衝突する。エネルギー粒子は水の氷のスパッタリングを起こす傾向があり、クラスレートハイドレートの形で氷の中にとらわれているメタンを分解して有機物を暗くし、炭素が豊富な暗い残余物が生成される。 水以外にウンブリエルの表面に赤外線分光観測で発見されている化合物は二酸化炭素のみであり、主に後行半球に濃集している。この二酸化炭素の起源は明らかになっていない。天王星の磁気圏からやってくる高エネルギーの荷電粒子や太陽からの紫外線の影響で、炭素化合物や有機物から局所的に生成されている可能性がある。この仮説は二酸化炭素の濃集の非対称性を説明することができる。これは、後行半球では先行半球よりも磁気圏からの粒子の影響が強いからである。その他の可能性としては、ウンブリエル内部の氷に昔から捕獲されている二酸化炭素の脱ガスによるという仮説も存在する。この場合、内部からの二酸化炭素の流出は過去の地質学的な活動と関連している可能性がある。これらの特徴は、アリエルで見られるものと類似している。 ウンブリエルの内部は、岩石質の核と、それを取り囲む氷のマントルに分化している可能性がある。分化した構造を持つ場合、核の半径は 317 km で衛星半径のおよそ 54% に相当し、質量は衛星全体のおよそ 40% になると推定される。ウンブリエル中心部での圧力はおよそ 0.24 GPaである。氷マントルの現在の状態は分かっていないが、内部海を持つ可能性は低い。

組成と内部構造

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/07/17 07:59 UTC 版)

「ケプラー22b」の記事における「組成と内部構造」の解説

大きさの比較海王星ケプラー22b 惑星の半径は地球の約2.4倍であり、これは海王星の半分ほどである。2011年現時点ではその質量や表面の組成までは分かっていないが、荒い見積もりでは標準偏差3σで最大で地球の124倍、1σでは最大で36倍と推測されている。 この見積もりから考えると、惑星は最大で地球の35倍ほどの天王星型惑星である可能性が高いと推測される。しかし、"ベストケース"として地球の10倍ほどのスーパー・アースである可能性も残されている。仮に35倍とした場合、表面重力は地球の6.1倍、平均密度は14.9g/cm3となる。 実際の質量に応じて、この惑星が岩石中心の惑星なのか、それとも液体や気体が大半を占めている惑星なのかは変わってくる。いずれにせよ惑星は地球より大きいので、地球とは異なる様相を持つと考えられる。小さな岩石のコアを巨大な海が覆う海洋惑星である可能性も存在する。生命の可能性により、この惑星は地球外知的生命体探査 (SETI) のターゲットとして注目を集めている。