軌道と自転

ウィキペディア小見出し辞書

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/06/15 13:37 UTC 版)

「惑星の居住可能性」の記事における「軌道と自転」の解説

その他の基準として、軌道と自転という特性の影響を確定することは重要な点である。離心率の高い軌道は、惑星が主星に最接近した時と最も遠い時の違いを生むことになる。離心率が高ければ高いほど、その惑星表面の温度変化も大きくなる。しかし、生物はそれらの悪条件に適応することができる。とはいえ、この変化に耐えられるのは生物だけであり、もしその変化が惑星の生物のための液体（例えば、地球の水）の融点と沸点両方の範囲内であればの話である。例えば、地球の海洋が沸騰と凝固を交互に繰り返しているとしたら、そこに既知の発展した生命を想像することは難しい。より複雑な生物ほど、大きな温度差には敏感である。地球の軌道はほとんど完全に円形であり、離心率は0.02以下である。水星を除く太陽系の他の惑星も、同じような良好な軌道を持っている。 集められた太陽系外惑星の軌道のデータは、多くの研究者を驚かせた。その90%は太陽系で見つかっている惑星よりも大きな軌道離心率を持っており、その平均は実に0.25であった。ただしこれはサンプルの偏りによる結果だということが十分考えられる。 惑星の自転は惑星に季節が存在するかどうかに影響する。もし小さな、あるいは全く赤道傾斜角が無く、黄道に垂直な状態であれば、四季は起こらない。逆に、もし惑星が大きく傾くと、季節の変化は極端なものとなるだろう。ただし第四紀に赤道傾斜角の傾きが増大したのと同時に、極の氷の減少（つまり温度の上昇と季節的変動の「減少」）が起きていたことが分かっている。とはいえ、このときよりもさらに赤道傾斜角の傾きが増加した場合にも、季節による変動が穏やかになるというこの傾向が続くのかどうかは科学者にもわかっていない（スノーボールアース参照）。 現時点では、こうした変化がもたらす影響はコンピュータモデルによって推測することしかできないが、研究では、85°というかなりの角度まで傾けても、「これによって大陸が季節ごとにひどい高温に曝されさえしなければ」生命の可能性が完全には排除されないことが示されている。また、平均の赤道傾斜角だけでなく、時の経過による変化も考えなければならない。地球の傾斜は4万1千年かけて21.5°から24.5°の間で変化している。より極端な変化や、ごく短周期の変化は、気候に影響を引き起こすだろう。 その他に、軌道に関して考慮すべき点は、 惑星は昼夜のサイクルが長くなると昼側の面と夜側の面との温度差は顕著なものとなる。 回転軸の方向の変化（歳差）は、傾斜の（角度でなく）方向が変わるものであり、単独では必ずしも居住可能性に影響はしない。しかし、歳差はその他の軌道の逸脱により引き起こされた変化を強調する傾向がある（ミランコビッチ・サイクル参照）。地球の歳差は2万3千年周期で発生している。 地球の月は、赤道傾斜角を安定させ地球の気候を和らげるのに、重要な役割を演じているように見える。それは、居住可能性の条件にとって無秩序な角度となるのを防いでいるかもしれない。だが、この意見についてはまだ議論中である。一般的な理論によれば、月は火星サイズの天体が形成時の地球に衝突し、吹き飛ばされた物質が集合して、その軌道に集まったことにより形成された（ジャイアント・インパクト説）。ウォードとブラウンリーの"レア・アース"では、このような衝突はごく稀であるため、他に地球 - 月型の系の可能性は低く、ゆえに他の居住可能な惑星の可能性も減ると強調している。一方で、一般的な地球型惑星の惑星形成論では、ある程度の大きさをもった地球型惑星は、集積の最終段階でいくつかの原始惑星が巨大衝突により合体して形成されると考えられている。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/07 08:23 UTC 版)

「(208996) 2003 AZ84」の記事における「軌道と自転」の解説

(208996) 2003 AZ84は、平均距離39.4天文単位（au）で太陽の周囲を公転し、公転周期は247年である。海王星と2:3の軌道共鳴をしている。つまり、海王星が太陽の周囲を3周するごとに、(208996) 2003 AZ84は太陽の周囲を2周する。そのような関係により、(208996) 2003 AZ84は冥王星族に分類されている。その軌道は黄道に対して 13.6 度傾いている。(208996) 2003 AZ84の軌道は離心率が比較的高く、その値は 0.183 である。2019年7月の時点で、(208996) 2003 AZ84は太陽から44.43天文単位 (6.647×109 km)離れた位置に存在する。1982年に遠日点（太陽から最も遠い距離）に近づき、2107年に近日点（太陽に最も近い距離）に到達するとみられる。Deep Ecliptic Survey（DES）によるシミュレーションによると、(208996) 2003 AZ84は、今後1000万年にわたって、太陽から31.6天文単位より近い距離になることはない（常に海王星よりも遠い距離である）。 (208996) 2003 AZ84の自転周期は、2003年にスコット・S・シェパードによって最初に測定された。ハワイ大学の2.2m望遠鏡で得られた光度曲線は、明るさの変動が0.14等級で、6.71時間または13.42時間のあいまいな自転周期を示した。 (208996) 2003 AZ84（黄色）と他の冥王星族の軌道。 冥王星と海王星の軌道と比較した(208996) 2003 AZ84（青色）の軌道。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/13 06:28 UTC 版)

「エンケラドゥス (衛星)」の記事における「軌道と自転」の解説

エンケラドゥスは、ディオネ、テティス、ミマスと並ぶ、土星の主要な衛星であり、ミマスとテティスの間を公転している。 エンケラドゥスは現在ディオネと 2:1 の平均運動共鳴を起こしており、ディオネが土星の周りを一周周る間にエンケラドゥスは二周公転する。この共鳴によってエンケラドゥスの軌道離心率は 0.0047 に保たれている。このように別の天体からの影響によって決まる離心率は forced eccentricity と呼ばれている。離心率がゼロではないため、エンケラドゥスは公転に伴って潮汐力による変形を起こす。変形によって天体内部でのエネルギー散逸が発生し、これが現在のエンケラドゥスの地質学的活動を引き起こす熱源になっている。エンケラドゥスはE環の最も濃い部分を公転しており、この環の物質の主要な供給源になっている。 土星の他の大きな衛星と同様に、エンケラドゥスは公転周期と自転周期が同期しているため、常に同じ面を土星に向けながら公転している。地球の月とは異なり、エンケラドゥスは自転軸に関して 1.5° よりも大きな秤動は起こさない。しかしエンケラドゥスの形状の解析からは、過去には 1:4 の強制された二次の自転と公転の秤動を起こしていたことが示唆されている。この秤動によってエンケラドゥスにさらなる熱源が発生した可能性がある。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/09/28 19:05 UTC 版)

「オルクス (小惑星)」の記事における「軌道と自転」の解説

海王星の公転周期と等しい周期を持つオルクスの回転座標系の平均運動共鳴 オルクス（青色）、冥王星（赤色）、海王星（灰色）の軌道。それぞれの軌道上における近日点（q）と遠日点（Q）の位置と前回もしくは次回のそれらの地点の通過時期が表記されている（それぞれの天体の位置と近日点・遠日点の日付は2006年4月時点によるもの）。 オルクスは海王星と2：3の軌道共鳴状態にあり、公転周期は約245年で、 冥王星族に分類される。軌道面は、黄道面に対して約20.6度傾いている。オルクスの軌道は冥王星の軌道に似ているが（どちらも近日点は黄道面より上側にある）、近日点と遠日点の方向は大きく異なる。オルクスの軌道の一部は海王星の軌道に近づいているが、2つの天体間の共鳴により、オルクス自体は常に海王星から遠く離れた位置にある（両者の間には常に60度を超える分離角（英語版）がある）。オルクスは14,000年以上に渡って、海王星から18 au以上離れた領域に留まっていると考えられている。海王星との相互共鳴によってオルクスと冥王星の軌道上における近日点と遠日点の位相が反対向きで、互いの軌道が対称的になるように制約されているが、それ以外のそれぞれの軌道要素は非常に似ているため、オルクスは、度々「アンチ・プルート（The anti-Pluto））と表現されることもある。オルクスが最後に遠日点を通過したのは2019年で、2141年ごろに次の近日点通過を迎える。黄道深部サーベイ（英語版）（Deep Ecliptic Survey）によるシミュレーションでは、今後1000万年の間はオルクスの近日点距離が27.8 auにまで狭まることもあるとされている。 それぞれの測光調査において異なる結果が示されているため、オルクスの自転周期は不確かなものになっている。その測定結果の中には、7〜21時間の範囲の低振幅変動を示すものもあれば、変動を示さないものも存在している。オルクスの地軸はおそらく衛星ヴァンスの軌道軸と一致しているとみられている。この場合、現在オルクスは地球に対して地軸を向けていることになり、自転による光度の変化がほとんどないことを説明できる。天文学者のホセ・ルイス・オルティスとその同僚らは、オルクスとヴァンスが潮汐固定（自転と公転の同期）されていないと仮定して、考えられるオルクスの自転周期として約10.5時間という値を導き出している。一方で、仮にオルクスとヴァンスが潮汐固定されている場合、オルクスの自転周期はヴァンスの公転周期と同じ約9.7日になるとされている。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/24 01:48 UTC 版)

「ガニメデ (衛星)」の記事における「軌道と自転」の解説

ガニメデは木星から 1,070,400 km の距離を公転しており、ガリレオ衛星の中では内側から3番目である。公転周期はおよそ7日と3時間である。ガニメデは潮汐固定されており、自転周期と公転周期が同じで、同じ面を常に木星に向けている。そのためガニメデにおける一日は、7日と3時間に相当する。軌道はごくわずかな軌道離心率と軌道傾斜角を持っており、太陽やその他の惑星からの重力の摂動によって、軌道離心率と軌道傾斜角は数百年の時間スケールで準周期的な変動を起こしている。軌道離心率と軌道傾斜角の変動の範囲は、それぞれ 0.0009〜0.0022、0.05〜0.32° である。この軌道要素の変動のため、ガニメデの赤道傾斜角（ガニメデの自転軸と公転軸の成す角度）は 0〜0.33° の間を変化する。 ガニメデはエウロパとイオと軌道共鳴を起こしている。ガニメデが自身の軌道を一周する間にエウロパは軌道を二周、イオは四周する。イオとエウロパの合 (木星から見て同じ方向に2つの衛星が並ぶこと) は、常にイオが近点、エウロパが遠点にいる時に発生する。エウロパとガニメデの合も、エウロパが近点にいる時に発生する。イオとエウロパの合の経度とエウロパとガニメデの合の経度は同じ割合で変化し、そのために三重の合は発生しない。すなわち、イオとエウロパとガニメデの3つが木星から見て同じ方向に並ぶことは決して無い。このような複雑な軌道共鳴はラプラス共鳴と呼ばれる。 現在のラプラス共鳴では、ガニメデの軌道離心率は高い値に上昇することが出来ない。そのため現在の軌道離心率である0.0013という値は、過去に軌道離心率の上昇が可能だった時期の名残である可能性がある。ガニメデの軌道離心率には謎が残されている。現在軌道離心率を上昇させることが出来ないのであれば、ガニメデ内部での潮汐散逸によってはるか昔に軌道離心率は減衰してしまっているはずである。このことは、過去の軌道離心率の励起が起きたのはわずか数百万年前であるということを意味する。ガニメデの軌道離心率は比較的低く、平均では 0.0015 であるため、現在の潮汐加熱は無視できる程度である。しかし過去にはガニメデは1回以上のラプラス的共鳴を経験したと考えられ、それにより軌道離心率を最大で 0.01〜0.02 にまで上昇させられた可能性がある。これはガニメデ内部に大きな潮汐加熱をもたらしたであろうと考えられる。表面に見られる溝の多い地形は、1回もしくは複数回の内部の加熱が発生した結果であるかもしれない。 イオ、エウロパ、ガニメデのラプラス共鳴の起源については2つの仮説がある。共鳴は始原的なもので太陽系の始まりから存在しているというものと、太陽系の形成後にラプラス共鳴の状態へと進化したというものである。後者のシナリオとしては以下のようなものが考えられている。イオに木星からの潮汐力がはたらき、運動量保存のためにイオの軌道は遠ざかる。この移動はイオがエウロパと 2:1 の共鳴を起こす軌道に到達するまで継続する。その後も軌道の拡大は継続するが、潮汐力によってイオに与えられる角運動量は 2:1 の軌道共鳴を介してエウロパにも輸送され、共鳴状態を維持したままエウロパの軌道も共に拡大する。その後エウロパがガニメデと 2:1 の軌道共鳴を起こす位置にまで到達する。その後各衛星の合を起こす経度の変化が同期するようになり、ラプラス共鳴に捕獲される。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/10/30 15:57 UTC 版)

「トリトン (衛星)」の記事における「軌道と自転」の解説

トリトンは、太陽系にある全ての大型衛星の中で唯一逆行軌道で公転、すなわち、主惑星の自転方向と逆向きに公転している。木星や土星の外側を公転するほとんどの不規則衛星、天王星の外側を公転するいくつかの衛星も逆行軌道を持つ。しかし、これらの衛星は主惑星からはるか遠くに離れており、大きさも小さい。その中で最大のもの（フェーベ）でも、トリトンの直径のわずか8%（質量だと0.03%）しかない。 トリトンの軌道には、海王星の軌道に対する海王星の自転軸の傾き30度と、海王星の自転に対するトリトンの軌道傾斜角157度（90度を超えていれば逆行軌道であることを示す）の2つの傾斜が関わっている。トリトンの軌道は、海王星の自転に対して678地球年（4.1海王星年）の周期で歳差運動を起こしており、海王星の軌道に対する相対的な軌道の傾きは127度から180度まで変化し、過去には173度に達したこともあった。現在は130度になっており、トリトンの軌道は現在、海王星の軌道面から最も離れた状態に近付いていることになる。 トリトンの自転は公転と同期するように潮汐固定されており、常に同じ面を海王星に向けている。トリトンの赤道はその軌道面とほぼ一致している。トリトンの自転軸は海王星の軌道面から約40度傾いているため、海王星が軌道上のある地点にいる間、天王星の両極とほぼ同じくトリトンのどちらかの極は太陽に非常に近い方向を向くようになる。海王星が軌道を公転するにつれて、トリトンの極域は太陽の方向を向くようになり、それぞれの極に代わる代わる太陽光が差すという季節変化が生じる。このような変化は、2010年に観測された。 海王星の周りにおけるトリトンの公転運動はほぼ完全に円形であり、離心率はゼロに近い。潮汐による粘弾性の減衰だけでは、海王星系の形成から現在までの間にトリトンの軌道を円形化することはできないと考えられており、順行するデブリ円盤（英語版）からのガス抗力が重要な役割を果たしているとされている。潮汐力の作用はまた、トリトンの公転にブレーキをかけ、地球から徐々に遠ざかっている月よりも近い位置にあるトリトンを海王星に接近させてもいる。予測では、今から36億年後にはトリトンは海王星のロッシュ限界より内側を通るようになる。これにより、トリトンは海王星の大気に落下するか、あるいは粉砕されて土星の環に似た新たな環が形成されるだろう。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/11/05 09:13 UTC 版)

「ネレイド (衛星)」の記事における「軌道と自転」の解説

ネレイドは順行軌道で海王星をほぼ1年の周期で公転しており、海王星との平均距離はおよそ551万 km である。しかし軌道離心率が0.7507と非常に大きい極端な楕円軌道で公転しているため、海王星に最も接近した際の距離はおよそ137万 km、最も離れた際はおよそ966万 km と大きく変化する。軌道が分かっている太陽系内の衛星の中では最も軌道離心率が大きい (衛星以外の天体では、軌道離心率が 0.86 のセドナなどの例がある)。 このような変わった軌道を持つことから、ネレイドは海王星に捕獲された小惑星かカイパーベルト天体であるか、あるいは海王星最大の衛星トリトンが捕獲された際に軌道を大きく乱されたかつての内衛星である可能性が示唆されている。 1991年の観測では、ネレイドの光度曲線の解析から自転周期はおよそ13.6時間と推定されている。2003年の別の観測では、11.52 ± 0.14 時間という異なる自転周期が測定されている。しかしこの測定には後に否定的な見解が示され、別の研究者による地上からのネレイドの光度曲線の観測からは、明確な周期性は見出だせなかったという報告がなされている。これにより、ネレイドが歳差運動によって自転周期が変化しているか、あるいは潮汐力の影響でカオス的な自転をしていることが示唆された。不規則回転している天体の例としては、土星の衛星ヒペリオンがある。 しかし2016年のケプラーを用いた観測では、11.594 ± 0.017 時間の明確な自転周期が測定されており、さらにネレイドが潮汐力によって強制的に歳差運動を起こされるほど細長い形状をしていないことも明らかになった。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/04/25 06:31 UTC 版)

「地球の未来」の記事における「軌道と自転」の解説

太陽系の地球以外の惑星による重力摂動は、地球の軌道と地軸の傾きに変化を与える。これらの変化は地球の気候に影響をおよぼす可能性がある。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/14 02:59 UTC 版)

「海王星」の記事における「軌道と自転」の解説

海王星と太陽の間の平均距離は約45億 km（30.1 au）であり、±0.1年の変化はあるが平均164.79年で軌道を公転している。近日点距離は29.81 auで、遠日点距離は30.33 au。 2011年7月11日に、海王星は1846年の発見以来、初めて重心軌道を1周した。その時、地球は軌道上において海王星発見時とは別の地点に位置していたため、観測することは出来なかった。しかし太陽系の重心に対する太陽の運動が存在するため、正確にはまだ太陽に対する発見された位置には達していなかった。より一般的な太陽中心座標系を使用する場合、発見された位置に達したのは翌日の7月12日となる。軌道離心率は0.0085で地球よりも真円に近い軌道を持つ。 海王星の軌道は、地球と比較して1.77°傾いている。 海王星の自転軸の傾き（赤道傾斜角）は28.32°で、この値は地球（23°）や火星（25°）に似ている。この結果、海王星は地球と同じように季節変化の影響を受けており、海王星の長い公転周期によってそれぞれの季節が地球において約40年続く。自転周期は約16.11時間である。自転軸の傾斜が地球と似ているため、海王星の長い1年の間にわたる1日の長さの変化は極端なものにはならない。 海王星はガス惑星なので、その大気は差動回転を起こす。幅広い赤道帯では約18時間の周期で自転しているが、これは海王星の磁場の自転周期である16.1時間よりも遅い。これとは対照的に、極付近では自転周期が約12時間で、逆のことが言える。海王星の差動回転は太陽系の惑星の中で最も顕著であり、そのため緯度方向の強いウインドシアが発生する。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/15 17:16 UTC 版)

「カリスト (衛星)」の記事における「軌道と自転」の解説

カリストは木星の4つのガリレオ衛星の中では最も外側を公転している。軌道距離はおよそ 1,880,000 km であり、木星自身の半径の26.3倍に相当する距離である。これは、ひとつ内側を公転するガリレオ衛星であるガニメデの 1,070,000 km と比べるとずっと遠方である。他の3つのガリレオ衛星は平均運動共鳴を起こしているが、カリストは現在軌道共鳴を起こしておらず、また過去にも起こしていなかったと考えられる。 他の大部分の規則衛星と同様に、カリストの自転も公転と同期をおこしている。カリストの一日の長さは、その公転周期と同じで 16.7 日である。軌道は非常にわずかな軌道離心率を持ち、軌道面は木星の赤道面からごくわずかに傾いている。この軌道離心率と軌道傾斜角は、太陽や惑星の重力的な摂動によって、数百年のタイムスケールで準周期的な変動を起こしている。変化の幅はそれぞれ、0.0072〜0.0076と 0.20〜0.60° である。これらの軌道の変動により、赤道傾斜角 (自転軸と公転軸の間の角度) は 0.4〜1.6° の間を変化する。 カリストが他のガリレオ衛星とは力学的に孤立していることは、カリストは大きな潮汐加熱を受けていないということを意味する。これは内部構造や進化に大きな影響を与える。木星からの距離が離れていることから、表面への木星の磁気圏からの荷電粒子の流束も比較的低く、エウロパと比較すると300倍も低い。そのため他の3つのガリレオ衛星とは異なり、荷電粒子による天体表面への影響もカリストにおいては比較的小さい。カリスト表面での放射線の水準は、1日あたりおよそ 0.1 mSv の曝露と等しく、これは地球の平均的な背景放射線の10倍以上高い値である

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/03/15 09:04 UTC 版)

「イオ (衛星)」の記事における「軌道と自転」の解説

「en:Tidal heating」も参照 イオは木星の中心から 421,700 km の距離を公転しており、木星の雲頂からの距離は 350,000 km である。ガリレオ衛星の中では最も内側を公転しており、軌道はテーベとエウロパの間にある。木星の木星内部衛星群を含むと、内側から5番目の衛星である。木星の周りをおよそ42.5時間かけて1周している (1晩の観測でその動きが観測できるほど速い)。 イオはエウロパと 2:1 の平均運動共鳴を起こしており、またガニメデとは 4:1 の平均運動共鳴を起こしている。そのためイオが木星を2周する間にエウロパは1周し、イオが4周する間にガニメデは1周する。この関係はラプラス共鳴と呼ばれる。この共鳴によってイオの軌道離心率は0.0041に保たれており、地質学的活動を起こす主要な熱源となっている。この強制的な軌道離心率が無ければ、イオの軌道は潮汐力によって円軌道化され、地質学的に不活発な天体になるだろう。 他のガリレオ衛星や月と同様に、イオの自転は公転周期と同期しており、同じ面を木星に向け続けている。この同期性を元にイオの経度系が定義されている。イオの本初子午線は、木星直下点で赤道と交差するように定義されている。常に木星を向いている面は sub-Jovian hemisphere (木星に面する半球) と呼ばれ、反対側は anti-Jovian hemisphere (木星から見て反対側の半球) と呼ばれる。常にイオが公転する方向を向いた側は leading hemisphere (先行半球)、常に公転する方向の逆を向いた側は trailing hemisphere (後行半球) として知られている。 イオの表面からは、木星の視直径は 19.5° に見える。これは地球から見た月の見かけの大きさの39倍である。

軌道と自転

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/02/21 03:53 UTC 版)

「S/2020 (2020 BX12) 1」の記事における「軌道と自転」の解説

2020年2月5日に撮影されたレーダー画像から、S/2020 (2020 BX12) 1と2020 BX12間の距離は、約360mまたは2020 BX12の半径の4.4倍と推定されている。衛星の公転周期は約45~50時間（1.9~2.1日）と考えられている。ただし、レーダー画像の投影効果のため、公転周期は15~16時間（0.63~0.67日）の可能性もある。自転周期は約47時間で、自転と公転の同期が発生していると考えられる。ただし、衛星の公転周期の測定には不確実性が残っているため、その周期の上限は49時間とされている。