土星

土星は太陽から6番目の惑星であり、太陽系で2番目に大きな惑星である。地球のほぼ10倍の幅を持つガス巨星でありながら、あまりに軽く作られているため、平均密度は水よりも小さい。土星は空で最も一目でそれと分かる天体であり、裏庭の並みの望遠鏡からでも環を見ることができる唯一の惑星であり、1610年にガリレオが初めてその奇妙な「取っ手」を垣間見て以来、「環をもつ惑星」という私たちの心の中のイメージを形作ってきた天体である。

主に水素とヘリウムからなり、それが高密度の中心核を包み込む形で構成されている土星には、立つことのできる固体の表面がない。その代わりに提供してくれるのは、自転する縞模様の大気であり、広大な衛星の一族であり、そして太陽系で最も壮麗な環のシステムである——幅は広大でありながら、驚くほど薄い構造である。

環を間近で見る

土星の環は惑星から外側へおよそ282,000km——地球から月までの距離のほとんどに相当する——にわたって広がっているが、主要な環では厚さは通常わずか約10mほどしかなく、ほとんどの場所で30m未満である。これは都市の幅に拡大した1枚の紙よりも、比率としては薄いということになる。環は固体の帯ではなく、塵の粒から家ほどの大きさの岩塊まで、無数の軌道を周回する粒子の集まりであり、そのほぼすべてが水の氷であるため、太陽光を受けてあれほど明るく輝くのである。

主要な環には発見された順にアルファベットが割り当てられている——最初にAとBが、続いてC、D、E、F、Gが——が、これらの文字は位置の順番ではばらばらに並んでおり、惑星から外側へD、C、B、A、F、G、Eという順序になっている。BとAの環の間にはカッシーニの間隙と呼ばれる、幅約4,700kmの隙間があり、これは地球から見ることができ、衛星ミマスの重力の作用によって空けられたままになっている領域である。この環はおそらく惑星の歴史からすると若く、せいぜい数千万年から数億年ほどの年齢しかないと見られており、近くを通りすぎて引き裂かれた彗星や氷の衛星の残骸である可能性がある。

約10時間半の1日

地球の体積の700倍以上でありながら、土星は驚くほど速く自転しており、1回転をおよそ10.7時間で終える。この急速な自転は、そのガス状で流動的な本体と相まって赤道を外側へ膨らませ、その結果、この惑星は目に見えて扁平になっている——実際、太陽系で最も扁平な惑星であり、木星よりも明らかに扁平である。対照的に、太陽を1周するのにはおよそ10,759地球日、つまり約29.5年かかるため、ある土星の衝の下に生まれた人は、惑星が空の同じ地点に戻ってくる頃にはほぼ30歳になっているだろう。

土星の自転軸は26.73度傾いており、これは地球に近い値である。つまり土星には本物の季節があるということであり、その傾きこそが、長い1年の間に環を大きく開いた状態から真横向きへ、そしてまた元に戻すように振らせている。真横から見たときには、環がまるで消えてしまったように見えることさえある。

嵐と六角形のジェット気流

土星の淡い金色の縞模様は木星のものより静かに見えるが、その落ち着きは見せかけにすぎない。赤道の風は秒速約500m、時速にしておよそ1,800kmという猛烈な速さで吹き荒れており、これは地球で最も強いハリケーンの何倍にもなる。土星の1年におよそ1度、「大白斑」と呼ばれる、地球から見えるほど巨大な大陸規模の嵐が発生する。

最も興味深い特徴は北極にある。幅約30,000kmに及ぶ、複数の地球を収められるほど広い、持続的な六角形のジェット気流である。この六角形は、ボイジャー探査機によって初めて撮影され、カッシーニによって詳しく研究されたが、太陽系の他のどこにも知られた対応物がなく、何十年もの間その幾何学的な形を保ち続けている。

衛星がひしめくシステム

土星は他のどの惑星よりも多くの衛星を従えており、実際には他のすべての惑星の衛星を合わせたよりも多い。2025年時点で274個が確認されており、小さく遠い天体が見つかるにつれて、その数は今も増え続けている。それらは小さな不規則な塊から、太陽系で2番目に大きな衛星であり、厚い大気を持つ唯一の衛星であるタイタンにまで及ぶ。タイタンではオレンジ色の霞の下に、液体メタンの川や湖が広がっている。エンケラドゥスは小さいながらも、その南極の割れ目から地下海の塩分を含んだ水を噴出させ、E環に直接物質を供給している。巨大なハーシェル・クレーターに傷つけられたミマスは、あるフィクションの戦闘要塞に不気味なほど似ている。

私たちが土星を知るようになった経緯

これまでに4機の探査機が土星を訪れている。NASAのパイオニア11号が1979年9月1日に最初のフライバイを行い、雲頂からおよそ21,000kmの距離を通過した。ボイジャー1号とボイジャー2号が1980年と1981年に続き、環と衛星の初の詳細な姿を送り返した。しかし決定的なミッションとなったのは、NASA、ESA、イタリア宇宙機関の共同事業であるカッシーニ・ホイヘンスだった。カッシーニは2004年に周回軌道に入り、13年間にわたってこの系を研究した。

2005年1月、欧州製の探査機ホイヘンスがタイタンへパラシュートで降下した——これは人類がこれまでに成し遂げた中で最も遠い着陸であり、炭化水素によって刻まれた地形の画像を送り返せるほど長く持ちこたえた。カッシーニは2017年に「グランドフィナーレ」を迎えて終焉した。土星とその環の間にある幅約2,000kmの隙間を何度も大胆に飛び抜けた後、9月15日に惑星の大気圏へと突入した。これは、居住可能かもしれない衛星を汚染から守るために意図的に行われた自己破壊だった。

自分の目で土星を見る方法

土星は肉眼でも見つけやすい天体であり、恒星のようにまたたくことのない、安定したクリーム色がかった黄色の光の点として輝いている。最も見頃なのは、毎年地球が土星と太陽の間を通過する衝の頃である。本当の醍醐味は、小型の望遠鏡さえあれば味わえる。30倍以上の倍率であれば、環は初めて観察する人にも一目でそれと分かる「輪をまとった円盤」のような姿にはっきりと分解して見え、より大きな機材ではカッシーニの間隙や、近くに見える点のようなタイタンまで見て取れる。土星の地軸の傾きのために、環がどれだけ幅広く見えるかは年によって変わるため、観測する季節ごとに二つと同じ眺めはない。