太陽系の第7惑星である「天王星」。太陽系の外周を公転する天王星には未だ多くの謎が存在しています。
今回は天王星の環境やダイヤモンドの海、長すぎる昼夜などについてご紹介します。
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目次
天王星
①天王星とは
天王星（てんのうせい）は太陽系の第7惑星で1700年代後半に天文学者のウィリアム・ハーシェルにより発見されました。英名の「Uranus」はギリシア神話に登場する天空神ウーラノスにちなんで付けられました。地球への接近時には肉眼でも確認でき、とても明るい天体であることから恒星だと考えらえていた時代もありました。
画像：NASA
②天王星型惑星
天王星は地球のように岩石や金属で構成されておらず、メタンやアンモニアなどの氷や水で形成された惑星です。このような惑星は「天王星型惑星」と呼ばれており、太陽系では天王星以外に海王星がこれに該当します。
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天王星と海王星はその巨大さから木星型惑星のひとつに数えられていた時期がありましたが、ガスなどで構成される木星型惑星と氷や水で構成されている天王星と海王星の分類が指摘され天王星型惑星という言葉が誕生しました。海王星については関連記事にまとめています。
③天王星の色とダイヤモンドの海
天王星や海王星などの天王星型惑星は美しい青色をしています。これは、天王星を構成する水やメタンなどが赤色の光を吸収し青色の光を強く反射することが原因です。
画像：pixabay
天王星や海王星には液体ダイヤモンドの海が存在するともいわれています。美しい青い星にダイヤモンドの海とはなかなかロマンがある話ですね。
④天王星の大きさ
天王星の直径は約51,100キロメートルあり、地球のおよそ4倍ほどの大きさがあります。木星、土星に次いで太陽系で3番目に大きな惑星で、地球の14.5倍に相当する質量があります。
画像：NASA
太陽系最小の惑星である水星と最大の惑星である木星については関連記事でまとめています。
関連記事：太陽が逆行する奇妙な星！未知なる水星の真実
関連記事：木星の生命にオーロラも！ロマンあふれる木星の真実
⑤天王星の位置
天王星は太陽から数えて7番目に位置する惑星で、太陽系で最も外周を公転する惑星である海王星のひとつ内側に位置しています。実は天王星と海王星は太古の昔にその位置が逆転していたという説があります。これは天王星と海王星が太陽系外周に位置するにも関わらず大き過ぎる惑星であることから考えられた仮説です。現在の位置で天王星と海王星が形成される期間を計算したところ宇宙の歴史よりも時間がかかってしまうという矛盾する答えが出たのです。
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これを説明するために天文学者たちはある仮説を立てました。それは天王星と海王星は今よりずっと太陽の近くで誕生し、その後で太陽系の外周まで追いやられたというものです。コンピューターによって誕生初期の太陽系を再現し、軌道の変化をシミュレーションしたところ、木星と土星の重力と軌道に影響されて天王星と海王星が現在の位置に移動するという結果が出たそうです。その際に50％の確率で天王星と海王星の順番が逆転し、現在の並びになるという現象も見られたといいます。生命の父ともいえる太陽の謎や特殊な環境は関連記事でまとめています。
関連記事：特殊すぎる太陽の環境と謎！不思議で壮大な太陽の真実
⑥天王星までの距離
天王星は最も地球に接近するタイミングでもおよそ27億キロメートル離れています。これは光の速さで2時間40分あれば到達できる距離になります。また、1977年に無人宇宙探査機「ボイジャー2号」が打ち上げられた際には3079日かかって天王星に接近しました。当時の宇宙航空技術でも8年ほどで到達できたことになります。
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⑦天王星の重力
天王星の重力は8.69 m/s²であることがわかっており、地球の重力のおよそ90％ほどになります。地球で体重60kgの人は天王星では54kgになりますが、仮に天王星の地表に降り立てたとしても宇宙飛行士はそこまで大きな変化は感じないかも知れません。
過酷すぎる惑星環境を持つ金星については関連記事でまとめています。
⑧天王星の大気
天王星の大気は木星や土星のものと近く、水素とヘリウムを主成分に構成されています。また、水やアンモニア、メタンも含まれており、大気の上層部は気温が低く下層部では高くなっています。
天王星の大気の温度は太陽系惑星の大気の中で最も低く、-224℃と超低温になっています。興味深い大気を保持している天王星ですが、現在判明している大気の情報はボイジャー2号が採取したデータによるものしかなく、天王星の大気の詳細は未だ謎とされています。
⑨天王星の一日と一年の長さ
天王星は地球よりも高速で自転しているため、一日の長さは17時間24分と地球と比べて6時間半ほど短くなっています。しかし、非常に大きな公転軌道を持っているため一年の長さは84年という長さになっています。現在の日本の平均寿命が男女合わせて84年ほどですから、天王星で人類が暮らしたとしたら1歳になるのと同時に寿命を迎えることになります。
⑩天王星の昼と夜
天王星は自転軸が太陽に対して横向きになっているためある地点では半年が経過しなければ昼夜が逆転しません。この半年は天王星での半年であるため84年の半分の41年にあたります。つまり、天王星では昼が41時間続き、一度夜になると再度昼がくるまでにもう41年が必要になるのです。
画像：NASA
天王星の自転軸が横向きになった理由は謎とされていますが、巨大彗星との衝突の名残りという説が有力といわれています。不思議な構造物が存在する謎多き火星については関連記事でまとめています。
⑪天王星の温度
太陽から遠く離れている天王星の平均温度は地表面で-205℃で、最も低いところでは-224℃の超低温になります。また、天王星は太陽の光を受けている極周囲よりも温度が低いはずの赤道周囲の方が気温が高いことがわかっています。この理由は明らかになっておらず、天王星の謎のひとつとされています。
画像：NASA
氷の火山を持つ不思議な冥王星については関連記事でまとめています。
⑫天王星の輪（環）
天王星には土星や木星、海王星と同じように輪が存在することがわかっています。天王星の輪は木星と海王星の中間程度の規模であり、薄くて暗いために正式に発見されたのは1977年になってからでした。現在、天王星には13の輪が確認されており、幅は数キロメートルほどで0.2～20メートル大の粒子で構成されていることがわかっています。
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これは太古の昔に存在していた天王星の衛星が、天王星に衝突した際に飛び散った破片が引力によって引き止められ、天王星の輪として形成されたものだと考えられています。輪を持つ代表的な惑星である土星については関連記事でまとめています。
⑬天王星の磁場
天王星の磁場は地球と同程度の強さを持っていることがわかっています。しかし、天王星の磁場中心は星の中心よりも大きくズレているため、地球よりも変動が大きいと考えられています。また、天王星の磁場がとらえる陽子や電子の放射線帯は土星と同じくらい強力で付近の衛星や輪の中に含まれるチタンは黒色に化学変化を起こしてしまいます。
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⑭天王星のオーロラ
2011年にはNASA（アメリカ航空宇宙局）のハッブル宇宙望遠鏡が天王星で起こったオーロラを観測しました。このオーロラは太陽嵐から6週間後に天王星の大気上層で燃え上がるように発生しました。天王星のオーロラはその特殊な磁気圏により発生することがわかっていますが、非常に短い期間しか観測できないため、撮影に成功したハッブル宇宙望遠鏡の功績は非常に評価されることになりました。
画像：NASA
⑮天王星の衛星
天王星にはこれまでに23個の衛星が存在することがわかっています。これらの衛星にはイングランドの劇作家であるウィリアム・シェイクスピアやイギリスの詩人であるアレキサンダー・ポープにちなんだ名前が付けられています。
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1787年に最初に発見されたふたつの衛星にはシェイクスピアの戯曲「夏の夜の夢」の登場人物からティタニアとオベロンという名前が付けられました。青く輝くその美しさだけでなく衛星の名前まで戯曲から付けられているとは、天王星は何ともロマン溢れる惑星ですね。地球の衛星である月の謎については関連記事でまとめています。
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出典：wikipedia（天王星）,wikipedia（天王星型惑星）,wikipedia（天王星の衛星と環）
いかがでしたか？大気や温度などまだまだ謎とされていることも多い天王星ですが、美しい惑星は私たちの興味を引いて止みません。天王星の今後の調査の発展を楽しみにしたいと思います。
