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宇宙への招待(6)天王星・海王星

古代に発見された惑星は土星までです。天王星は5.3等星、海王星は7.8等星
とたいへん暗い上に、天王星の公転周期は84年、海王星は165年と長く、天空
上の動きも天王星で年に約4度、海王星で約2度ですから、これに気付く人は
少なかったでしょう。

天王星が発見されたのは1781年、海王星は1846年になります。

天王星は5.3等星で肉眼でもギリギリ見える範囲の星です。これを発見した
アマチュア天文学者のハーシェルは最初この星を新彗星だと思っていました。
しかしペテルブルグ天文台のレクスエルが惑星であることを突き止めました。
そして調べてみるとこの星は過去に何度も恒星として星図に記入されていた
ことが分かったのです。それはある意味当然のことでしたが、あまりにも
ゆっくり動いていた為に誰も惑星の仲間であることに気付かなかったのです。

海王星の発見はもっとアカデミックです。天王星の軌道を計算していると、
どうしても理論的な結果と実際の動きがずれてしまいます。そこでこれは未知
の惑星があって、その重力による影響ではないかという仮説が立てられました。
この予測はイギリスのアダムスとフランスのルブリエが独立に行い、アダムス
の予測は不理解な天文台に握りつぶされてしまったのですがルブリエが依頼
したベルリン天文台がこの星を予測通りの位置に発見してくれたお陰で、この
星は人類の知るところとなりました。そのためこの星の発見の名誉はアダムス、
ルブリエの二人に分かち与えられています。

天王星は自転周期17.24時間。奇妙なことに公転軌道に対して98度という、
ほぼ横倒しの状態で自転しています。更にはこの星の磁場は自転軸に対して
60度という中途半端な傾きを示しており、更にその地磁気の軸自体が惑星の
軸からずれています。天王星の内部では非常に複雑な動きが起きているよう
です。衛星が15個知られているほか、多層に分かれている環を持ちます。
最大の衛星はティターニア、２番目がオベロン。この２つはハーシェル自身
が発見した衛星です。また木星の環と同様の羊飼い衛星があり、コーデリア・
オフェーリアと名付けられています。

海王星は自転周期16.11時間。海王星は天王星より少し小さい（半径が海王星
24764km,天王星25559km）ですが質量は逆に重く（海王星17.15,天王星14.54,
いづれも地球を1とした値）、中身が重い物質でできていることが伺えます。
この星は自転軸の傾きは29度とごく普通ですが、地磁気の軸がやはり自転軸
から46.8度も傾いています。星の内部と外部が全然違う回転をしている、と
いう感じです。衛星は8個知られている他にやはり環があります。羊飼い衛星
があるかも知れないとは言われていますが、まだ見つかっていません。

海王星の最大の衛星はトリトン。太陽系内部で7番目に大きな衛星です。(1位
から順に言うと、ガニメデ、タイタン、カリスト、イオ、月、エウロパ、トリ
トン。この7つ以外の衛星は全て半径1000km以下)しかもこのトリトンは海王星
の自転の向きと逆に回っている逆回転衛星です。その為、元々は冥王星と対の
惑星であったのが海王星の重力に捉えられて衛星になってしまったのではない
かなどという説もあります（トリトン1353km,冥王星1137km）。この逆回転が
起きた原因については他にも色々な説が提出されているようです。