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zoom RSS いちばん分厚い大気層を持つ衛星はガニメデなの? タイタンなの?

<<   作成日時 : 2015/06/05 09:21   >>

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★科学★
問題:我らの太陽系の惑星においては、いちばんちびっ子である水星と火星を除くと、みんな分厚くて濃い大気層を持っているらしい。大気層を維持するのに充分な質量があるようです。表面にへばりついた気体を宇宙空間に逃がさないだけの重力、引力が働いているらしい。
■火星にも11kmにも及ぶ大気があるそうです。ただし、気圧は地球の平均値の0.75%しかないらしい。分厚いけど薄いわけですね。二酸化炭素が95%、窒素が3%、アルゴンが1.6%という組成らしい。酸素はごく微量しか含まれていないようです。
■惑星のまわりをまわる衛星にも大気のある天体があるらしい。ただし、分厚く濃い大気を維持しているのは、1つだけと言われます。ではその衛星とは次のどれでしょうか?
[い]ガニメデ(木星)
[ろ]タイタン(土星)
[は]カリスト(木星)
[に]イオ(木星)
[ほ]エウロパ(木星)
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[ろ]タイタン(土星)
説明:選択肢の衛星は、直径・質量の大きい順に並んでいます。
---ガニメデ(赤道面での直径=5262.4km、質量=1.482×10^23 kg)
---タイタン(同=5151km、質量=1.345×10^23 kg)
---カリスト(同=4820.6km、質量=1.076×10^23 kg)
---イオ(同=3643.2 km、質量=8.94×10^22kg)
---エウロパ(同=3138 km、質量=4.800×10^22 kg)
質量からいえばガニメデに大気がありそうなものです。でもガニメデの大気はたいへん薄く、気圧は0に近いらしい。
■爆笑問題が所属する事務所と同名の衛星は、表面気圧が地球の平均(1気圧)の1.5倍とのこと。かなりの高気圧です。飛び込み台のあるプールで5m潜ると、そこが1.5気圧であり、タイタンの表面気圧と同じぐらいだそうです。ちなみに地球上での高気圧の最高記録は、1965年(昭和40年)にシベリアで観測された1080pHaとのこと*7。約1.07気圧ぐらいかな。
■タイタンの大気の主成分は97%の窒素と2%のとメタン、あとは微量成分らしい。「重力が大きく低温(分子の運動エネルギーが小さい)のため重力で大気(窒素分子)を引きとめておくことができていると考えられる」*2。
■素人には意味がわかりませんでした。質量はガニメデのほうが大きく、衛星表面の重力も1.42m/s^2であり、タイタンの1.35 m/s^2を上回っています。上記のとおり温度の低さのほうが効いているようです。あまりに寒いので気体の分子たちも元気が無くなり、ついつい出不精になるのかな。でもガニメデの表面温度は113度K(-160度C)、タイタンのそれは94K(-179度C)だそうです*2*3。大きな差はないのですが。ちなみに窒素の融点は約63K(-210度C)、沸点は約77K(-196度C)らしい。窒素がすべて気化する温度からの差で比べると倍以上あるのですけど。
■この他にイオという木星の衛星にも大気はあるそうですが、やはり薄いらしい。サイズでいえば太陽系5番目である衛星、われらが月(赤道面での直径=3475.8km、質量=7.347673×10^22kg)も、大気圧はゼロに近いようです。
■タイタンには地球のように雨が降り、川が流れているらしい。ただし、そこで流れているのは水ではなく、液体メタンという物質だそうです。下記の動画によれば、現在のところ、地球以外の天体で液状物質の存在が確認されているのは、タイタンだけとのこと。ちなみにメタンの融点は91K(-182度C)、沸点は112K(-161度C)だそうです。
■タイタンにはまた火山から気体が噴出しているように見える場所もあるそうです。こちらはメタン関係ではありません。水の氷が噴出しているとのこと*4。「氷の火山」とは、冷たいような熱いような不思議な存在ですね。
◇*HP「タイタン 木星 想像図 - Google 検索」
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%BF%E3%82%A4%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%80%80%E6%9C%A8%E6%98%9F%E3%80%80%E6%83%B3%E5%83%8F%E5%9B%B3&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=eddwVeynLsXEmwX-u4KQCQ&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1536&bih=700#
▼タイタンの探査

◆参考*1:HP「衛星 - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%9B%E6%98%9F
◇*2HP「タイタン (衛星) - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BF%E3%82%A4%E3%82%BF%E3%83%B3_(%E8%A1%9B%E6%98%9F)
◇*3HP「ガニメデ (衛星) - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%83%8B%E3%83%A1%E3%83%87_(%E8%A1%9B%E6%98%9F)#.E5.A4.A7.E6.B0.97
◇*4雑誌「探査機が明かすリングワールド」Newton (ニュートン) 2009年11月号52〜65頁、ニュートンプレス
◇*5HP「窒素 - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AA%92%E7%B4%A0#.E6.80.A7.E8.B3.AA
◇*6HP「メタン - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%BF%E3%83%B3
◇*7HP「とんでもない低気圧・高気圧」
http://www.knet.ne.jp/~3776net/weather-chart007.html

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コメント(2件)

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地球と同じ大気を持つ惑星が見つかると面白いですけどね。
ねこのひげ
2015/06/07 04:55
コメントをありがとうございます。

 今年の7月にニュー・ホライズンズという探査機による冥王星の撮影や探査があるらしい。探査機は近所を1回通過するだけだそうですけど。
 予想では、冥王星は大気はなさそうです。液体の水があるとも言われています。ただし、核部分を取り巻いているだけで、表面にはないらしい。地中なんですね。メチャメチャ寒いので、地表にあっても氷でしかありえないとのこと。
 遠い端っこの冥王星にも近い端っこの水星にも大気はないようです。他の惑星も、あったとしても地球とはだいぶ異なる組成のようですから、太陽系の外のいわゆる系外惑星を探すしかないのでしょうね。素町人の目の黒いうちにそんな天体は見つかるのかな。無理なのかも。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2015/06/07 18:42

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