海王星
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海王星(かいおうせい、英語: Neptune [ˈnɛptjuːn][13])は、太陽系の第8惑星で、太陽系の惑星の中では一番外側を公転している。直径は4番目、質量は3番目に大きく、地球の17倍の質量を持ち、太陽系のガス惑星としては最も密度が高い。海王星は組成が類似し直径がやや大きい天王星の質量(地球の15倍)よりもわずかに大きい[注 3]。164.8年かけて公転しており、太陽からは平均30.1 au(約45億 km)離れている。名称は、ローマ神話における海神ネプトゥーヌスに因んで命名され、惑星記号「♆」はネプトゥーヌスが持つ三叉槍を様式化したものである。
海王星 Neptune | |
---|---|
見かけの等級 (mv) | 7.67 - 8.00[1] |
視直径 | 2.2 - 2.4"[2][3] |
分類 | 天王星型惑星 |
発見 | |
発見年 | 1846年9月23日[4] |
発見者 | ユルバン・ルヴェリエ ジョン・アダムズ ヨハン・ガレ[4] |
発見場所 | ドイツ・ベルリン[5] |
発見方法 | 望遠鏡による観測 |
軌道要素と性質 元期:J2000.0[注 1] | |
平均公転半径 | 4,495,060,000 km[2] |
軌道長半径 (a) | 30.181 au (4,514,953,000 km[2]) |
近日点距離 (q) | 29.887 au[2] (4,471,050,000 km[2]) |
遠日点距離 (Q) | 30.474 au[2] (4,558,857,000 km[2]) |
離心率 (e) | 0.0097[2] |
公転周期 (P) | 164.79 年[2] 60,189 地球日 89,666 海王星太陽日[6] |
会合周期 | 367.49 日[2] |
平均軌道速度 | 5.43 km/s[2] |
軌道傾斜角 (i) | 1.76917°(黄道面に対して)[2] 6.43°(太陽の赤道面に対して) 0.725429°(不変面に対して)[7] |
近日点黄経 () | 44.97135°[2] |
昇交点黄経 (Ω) | 131.72169°[2] |
平均黄経 (L) | 304.88003°[2] |
太陽の惑星 | |
衛星の数 | 16[8] |
物理的性質 | |
半径 | 24,622 ± 19 km[9][注 2] |
赤道半径 | 24,764 ± 15 km[9][注 2] |
極半径 | 24,341 ± 30 km[9][注 2] |
表面積 | 7.6183×109 km2[10][注 2] |
体積 | 6.254×1013 km3[2][注 2] |
質量 | 1.02413 ×1026 kg[2] |
地球との相対質量 | 17.147 |
平均密度 | 1.638 g/cm3[2] |
表面重力 | 11.15 m/s2[2] (1.14 g) |
脱出速度 | 23.5 km/s[2][注 2] |
自転周期 | 0.671 日[2] (16時間6分36秒) |
アルベド(反射能) | 0.290(ボンドアルベド)[11] 0.442(幾何アルベド)[12] |
赤道傾斜角 | 28.32°[2] |
表面温度 | 46.6 K(温室効果なし)[2] 72 K(気圧1 barにおいて)[2] 55 K(気圧0.1 barにおいて)[2] |
大気の性質 | |
大気圧 | 深さによって異なる |
気体成分[2] | |
水素 | 80 ± 3.2% |
ヘリウム | 19 ± 3.2% |
メタン | 1.5 ± 0.5% |
重水素化水素 | ~0.019% |
エタン | ~0.00015% |
氷の成分[2] | アンモニア 水 硫化水素アンモニウム メタン? |
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肉眼で観望することは出来ず、太陽系において唯一、経験的観測でなく数学的予測によって発見された惑星である。フランスの天文学者アレクシス・ブヴァールは、天王星の軌道の予期せぬ変化から、天王星の軌道が未知の惑星の重力による摂動のために生じているという推論を導いた。その後、ユルバン・ルヴェリエによって予測された範囲内の位置で1846年9月23日にヨハン・ゴットフリート・ガレが望遠鏡を用いて発見した[4]。海王星の衛星では最大のトリトンは、その後間もなく発見された。現在では他に13個の衛星が知られているものの、地球から海王星までの距離が大きく地上からの観測が困難なため、それらの存在が明らかとなったのは20世紀以降のことである[14]。1989年8月25日、宇宙探査機ボイジャー2号が海王星を訪れ、フライバイを行った[15]。ハッブル宇宙望遠鏡や補償光学機能を備えた大型の地上望遠鏡の登場によって、近年は遠方からの更なる観測が可能になっている。
水やメタン、アンモニアなどの「氷」の割合は大きいものの、木星や土星と同様に海王星の大気は主に水素やヘリウム、そして微量の炭化水素と窒素で構成されている。しかし、天王星と同様にその内部は氷と岩石で構成されている[16]。そのため通常は、天王星と海王星は木星、土星との違いを強調して天王星型惑星(巨大氷惑星)とみなされる[17]。海王星の青い外観は、最も外側の領域に存在している微量のメタンによって作り出されているとされている[18]。
霞んだ、比較的特徴を欠いている天王星の大気とは対照的に、海王星の大気は活発で、明確な変化が見られる気候を持つ。例えば、1989年にボイジャー2号がフライバイを行った時点では、南半球に木星の大赤斑に類似した大暗斑と呼ばれる模様が存在していた。これらの気象パターンは、太陽系のどの惑星よりも強い持続的な風によって引き起こされ、観測された風速は2100 km/h(580 m/s)にもなる[19]。太陽からの距離が遠いため、海王星の外側の大気は太陽系で最も温度の低い場所の1つであり、雲頂での温度は55 K(-218 ℃)に近いのに対して、惑星の中心部の温度は約5400 K(約5100 ℃)になっていると考えられている[20][21]。海王星は微かで断片的な環を持っている。この環は1984年に発見され、後にボイジャー2号の観測でも確認された[22]。
なお深い青色をしていると思われがちだが、それは補正をかけている画像が広く使用されたためであり、実際には天王星とほぼ変わらない青色をしている。