【衝撃】太陽系に存在する「木星」の内部構造が遂に明らかに!

どうもこんにちは

宇宙の中で、同じ太陽系に存在する惑星は身近なイメージがあり、私達人類が存在する地球よりも太陽に近い水星や金星、外側にある火星や土星、木星、天王星、海王星。

現在では準惑星ともなっている冥王星も含めてギリシャ・ローマ神話に由来する英語の名前を持つ事は親しみの理由になるかも知れません。

そんな太陽系に存在する惑星は、現在新たに様々な事実が明らかになってきています。

例えば、太陽系で最も大きな惑星でもある木星は実はガス惑星でもあります。

あなたはこの事実は知っていましたか?

更に言うと、そのガス成分や内部構造は観測技術や探査機の性質が上がるにつれて、色々な事が明らかになってきています。

今回は、そんな身近な巨大惑星「木星について詳しく見ていきたいと思います。

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人類と「木星」の歴史

地球から見た時に太陽・月・金星に続く明るさを持つ木星は遥か昔から人類の文明の中で語られてきました。

古代中国では、ちょうど12年近い周期で空を巡る木星の事を歳星と呼んでいて、かつては木星の一致を基準にして暦のずれを修正していました。

また空を12の領域に分けてその年に木星がいる位置を年の呼び名とするのが、後の十二支の元になっています。

他の地域でも古代バビロニアでは創造新マルドゥクと同一視されてもいて、ヨーロッパではギリシャ神話のゼウスに当たるローマ神話の最高神ユーピテルが名前の由来となっています。

17世紀初頭にはガリレオ・ガリレイが望遠鏡を用いて初めて木星に衛星がある事を発見し、これは初の「地球以外を中心とする天体の確認」としてガリレオが地動説を支持する大きなきっかけとなりなりました。

従来の地球が宇宙の中心であるとする天動説では、木星を中止に動く衛星の存在を説明できなかったのです

それから約50年の1660年代には新型の望遠鏡でジョヴァンニ・カッシーニが木星の観測をしており、この時にはすでに木星の外見の特徴、そして自転周期がその緯度によって異なる事の確認されています。

その為木星はガス惑星であるか少なくても非常に厚い大気の層を持つと推測されていました。

更に、その衛生が木星を横切るタイミングが予測と実際の観測で差が生じるという現象から、オーレ・レーマという天文学者は光の速度が有限であると考え、史上初めて光速を計算し、正確に近い値を算出しています。

第二次世界大戦に盛んに行われるようになった宇宙探査でも木星は主要な観測対象とされ、それまで土星しか見つかっていなかったを発見したり、新たな惑星の発見そして木星自体の性質についても新事実が解明されるなど、古代から続く宇宙の観測技術の発展と共に常に「新発見」されてきた存在、それが木星です。

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木星の性質と構造について

太陽系の中で、圧倒的に大きな性質を占めるのは太陽ですが木星はそれに次ぐ大きさ重力を持つ存在です。

その質量は、木星以外の太陽系の惑星全てを合わせた質量と比較しても2倍以上あり、この質量によって生じる重力は、太陽系全体の重力の中心を太陽の中心から「引っ張り」太陽の表面付近へずらしています・

その内部構造は、まだ推測されている段階でしかありませんが高密度の中心核と水素による層に分かれていると考えられます。

ガス惑星とされているだけあって、中心核は質量も大きさも木星の中で占める比率は低いですが、それでも地球の10倍から45倍の大きさと、木星全体の中で3%から15%程度の質量を持つと考えられています。

中心核は、おそらく地球と同じくケイ素などでできた岩石質で個体の状態だと予測はされていますが実態はまだ不明です。

そして、中心核の周囲には約4万kmの「金星水素」の層と、約2万kmの「液体水素」の層が存在すると考えられます。

金属水素とは、耳慣れない言葉だと思いますが超高圧力に晒されると水素金属同様の性質を持ちます。

更に、その外側でも重力の影響を受け、木星の温度は中心から離れるほど低くなるので金属水素の状態を保てなくなり、その外側を取り巻く水素も液体状態となってしまいます。

その外側の気体水素との間は、液体と気体の中間的な「超臨界状態」で明確な境目なく存在しています。

外側は水素が主成分の非常に厚い気体の層で、木星本体と大気の間には明確な境目は存在していません。

木星はその大気の層にある雲に覆われている為、写真などで良く見る「茶色と白のシマ模様」の木星の外見は、実際には木星の「」の部分の模様となっています。

これは主にアンモニアによって構成される雲の上に木星内部から浮かび上がってきた様々な物質が太陽の紫外線によって色を帯びたものなのです。

更に木星には天体現象としてがあります。

その為、アンモニアの雲の下に水の雲があって水の雲の内部で雷が起きると考えられており、このエネルギーは地球上の雷の1,000倍にもなるそうです。

このように「ガス惑星」と分類される木星は、単なるガスの塊ではなく複雑な構造を持っています。

地球上の研究室では再現が非常に難しく、極端な温度や気圧といった環境を持つ惑星でもあるのです。

その為、物理学的にまだ不明な点が非常に多く未だ謎に包まれた惑星の一つです。

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恒星になる可能性を秘めていた

木星は、木星自身が内部からを発しています。

これは木星の表面温度を23℃ほど上げる程度ではありますが、それでも木星が太陽から受けるより熱い熱量なのです。

この熱を発する仕組みは重力による木星自体の収縮が原因となっている為、木星は年に2cmほど縮んでおり逆にできたばかりの木星は今の2倍程度の大きさだったと考えられています。

もし木星がもう少し大きければ、恒星の一種である「赤色矮小(セキショクワイショウ)」となっていた可能性もあり、大体誕生時の半径があと30%ほど大きければわずかな核融合によって赤い光を放っていたかもしれません。

恒星とは、自ら光を発して重力によって収縮に反する圧力を内部に持ち合わせている事ですが、太陽系でただ一つの恒星が「太陽」です・

とはいえ、赤色矮小なっていたとしても恒星の中では最も暗くて温度も低い分類に当たる為、現在の木星と同じ位置にあれば、地球の環境にはほとんど影響しなかったといわれています。

人類は木星に着陸できる?

結論から先にお伝えすると。

人類は木星に着陸する事はできます。

今現在、木星表面とされる部分までならいける可能性があるとされています。

木星の表明は大気圧が「10の気圧」になる部分です。

人類は既に地球上で、地球上の1,000倍もの水圧も受けるマリアナ海溝の最深部に有人探索機で到達したことがあります。

また表面部分の重力はおおよそ地球上の2.3倍程度であり、自分の体重以上の重りを付けた状態になる為非常に活動が困難になりますが、かなり鍛えている人なら何とか行動できる程度ではあると予想されています。

しかし、一般的に金属には木星大気の主成分である水素によって劣化するという性質があるので、現在の技術では木星表面に到達するまで耐えられる宇宙船を造る事は困難な状況です。

更に、その表面も大地ではなく気体ですから重力を振り切る加速がなければ中心に向けて落ちて行きます。

その為、人類が到達できる場所としては木星衛の衛生の方が有力とされています。

衛生の多くは、地球に近い構造で火山活動が起こっているイオ液体の水が存在している可能性が非常に高く、生命の存在が推測されている「エウロパ」などは、地球外への存在や宇宙旅行の補給拠点として有力候補されているそうです。

太陽系の物理に関わる存在としても、また人類が宇宙に進出する際にも木星は様々な意味で非常に興味深い存在なのかも知れません。

まとめ

太陽系に存在する「木星」の内部構造についていかがでしたでしょうか。

宇宙は果てしないですが、人類にとって身近な存在である木星の内部構造についてお分かり頂けたのではないでしょうか。

この記事をご覧いただいているという事は宇宙に興味があると思いますので、そんな宇宙の果てはいったいどのようになっているのか気になる人は、【宇宙の果て】現在までに分かっている事を明らかにします。についてどうぞご覧ください。



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