【地学入門】太陽系の天体についてわかりやすく解説！

地球は太陽系に位置する惑星の1つです。

今回は太陽系を構成する、太陽と惑星について解説します。

太陽とは？

太陽は恒星

太陽は太陽系唯一の恒星です。

恒星とは？

特徴として

1. 星自体から光を放出している
2. ガスで構成され、 主成分の水素とヘリウムによる核融合反応がエネルギーを発生させる

この2つがあります。

太陽の場合は、水素約81％、ヘリウム約17％となっています。

太陽の表面

太陽は気体からなるので表面が固まっているわけではありませんが

肉眼で見える表面部分を光球、表面に現れる黒い斑点を黒点と呼びます。

光球とは？

肉眼や写真でみえる太陽の表面のことです。
温度は約6000Kで外側ほど低くくなります。

黒点とは？

太陽の自転(反時計周り)に伴って移動します。(東から西へ)
温度は約4000Kで、温度が光球より低いので黒く見えます。

太陽の大気

光球のすぐ上の部分を彩層さいそう、さらに外側をコロナと呼びます。
彩層の盛り上がった部分はプロミネンス(紅炎)と呼ばれます。

太陽風

コロナから、太陽の重力を振り切って吹き出している高温のガス風です。
地球に届くとオーロラ現象などに影響します。

太陽フレア

太陽表面で起こる最も激しい現象です。
一度に原爆１０億個と同等のエネルギーを放出することもあります。

フレアが発生すると超高温のガスが作られ、強力なX線、紫外線、電波が放射されます。
地球に到達すると、オーロラ、磁気嵐、デリンジャー現象などに影響を及ぼします。

磁気嵐

地球の磁場が、ほぼ同時期に世界規模で不規則に乱れる現象をいいます。
大規模な停電を引き起こす場合があります。

デリンジャー現象

地球の電離層(大気圏よりも宇宙側にある)異常が発生し、無線通信が乱れる現象です。

太陽系の惑星

太陽系の構成

太陽を中心に惑星が８個、惑星を周る衛星、準惑星・小惑星、彗星、流星物質などがあります。

太陽系の特徴

• 惑星はすべて反時計回りに公転(太陽の周りをまわること)。
• 公転の軌道はほぼ同じ平面上
• 軌道は円に近い楕円を描く
• チチウス・ボーデの法則が成り立つ

チチウス･ボーデの法則とは？

惑星から太陽までの平均距離をｒ天文単位とすると

ｒ＝0.4＋0.3×2^ｎ

ｎは金星＝１、地球＝２、火星＝３、、、、

なぜ成り立つのかは不明です。

惑星の特徴

太陽系には、地球型の水星、金星、地球、火星

木星型の木星、土星、天王星、海王星が惑星として存在します。

	地球型惑星	木星型惑星
質量	小さい	大きい
半径	小さい	大きい
密度	大きい	小さい
構成物質	O(酸素)Si(ケイ素)Fe(鉄)	H(水素)、He(ヘリウム)
自転周期	1日以上	1日未満
衛星	０～２	多数
リング	なし	あり

水星の特徴

• 太陽に最も近い
• 大気がない

金星の特徴

• 地球に最も近い
• 大気の9割以上がCO2(二酸化炭素)
• 地表はマグマ

火星の特徴

• 太陽系最大規模の火山オリンポス火山がある
• 内部に水の可能性

木星の特徴

• 最大の惑星
• 太陽と同じような構成物質(もう少し大きければ太陽の様に核融合反応を起こしていた)

土星の特徴

• 密度が最小(水の0.7倍)

天王星の特徴

• 自転軸が横倒しになっている
• 1791年ハーシェルが発見

海王星の特徴

• 1846年にガレが発見

惑星の動き

見かけの運動を視運動と呼ぶ

地球から惑星を見ると非常に不規則な動きをします。
これを惑星の視運動と呼びます。

また空を惑星が、西から東へ動くことを順行、東から西へ動くことを逆行と言います。

今では地動説が当たり前ですが、天動説時代ではこの動きが理解できませんでした。

コペルニクスの地動説

コペルニクスの登場まで、地球が宇宙の中心だと考えられていました(天動説)。

地動説(地球が太陽の周りをまわっている)はコペルニクスにより体系化され今日に至ります。

惑星現象

惑星の位置関係により、内合、外合、最大離角、合、衝などの惑星現象が起こります。

内惑星

地球よりも太陽側の軌道を回る水星と金星のことをいいます。

内惑星が地球と太陽の間に来ることを内合

地球からみて太陽の裏側に来ることを外合といいます。

外惑星

地球の外側の軌道を回る、火星から冥王星までのことをいいます。

外惑星と太陽の間に地球が来ると気を衝

地球から見て太陽の裏側にあるときを合といいます。

ケプラーの法則

ドイツの天文学者ケプラーは惑星の公転運動に関して3つの法則を唱えました。

第１の法則：楕円軌道の法則

『惑星は太陽を１つの焦点とする楕円軌道を描く』

楕円を書くには、２つの点を決めて円状に結ぶ必要がありますよね。
惑星場合はその焦点の1つを太陽にしているだけで、もう一点がないのです。

第2の法則：面積速度一定の法則

『惑星と太陽とを結ぶ動径単は、一定の時間に一定の面積を描く』

惑星は太陽に近いほど速い速度で、遠いほどは遅い速度で動きます。
そのため太陽と惑星の間を結んだ線が、その動きとともに描く扇形の面積は常に一定になります。

例えば100日間と決めてしまえば、どこの場所から面積を測っても同じになります。

第3の法則：調和の法則

惑星と太陽の平均距離の3乗と、惑星の公転周期の2乗との比がすべての惑星で等しくなるというものです。

平均距離の3乗＝公転周期の2乗×k(定数)


この数式がどの惑星でも成り立ちます。

外側の惑星ほど公転周期が長いということがわかります。