かたむ てんのうせい 0 天王星の傾き てんのうせいよこ 天王星が横だおしになった理由については、つ たいようけいわくせいたん せつめい ぎのように説明されています。太陽系の惑星が誕 しようとつ 生したころは、天体どうしの衝突はそれほどめず てん らしいことではありませんでした。おそらく、天 わくせい のうせいたんじようま 王星も誕生間もないころに、惑星サイズの天体が しようげき じてんじくよこ 衝突し、その衝撃で自転軸が横だおしになってし まったと考えられます。そのときとびちったちり てんのうせいせきどうめんあっ やガスは、しだいに天王星の赤道面に集まり、環 ざいりよう や衛星をつくる材料となったのでしよう。 てんのうせいよこ 天王星が横だおしになった過程 てんたい しようとつ わくせい 1 . 惑星サイズの天体が衝突しました。 しようけき 2 . 衝撃によって横たおしになりました。 せきどうめんあっ 3 . ちりやカスが赤道面に集まります。 えいせい 4. 環と衛星がつくられました。 てんのうせい 0 天王星の内部 ガスの大気 りゆう てんたい じよう てんたい しようとつ か相が えいせい てんのうせい ないぶ 0 天王星の環 もくせい 木星や土星とはようす がちがっています。ガス たいき こおり の大気の下にあつい氷の まるじるしえいせい ひつじか えいせい てんのうせい 會天王星の環全部で 1 1 本あります。丸印の衛星は、羊飼い衛星 マントルがあります。 とよはれていて、環の形をたもつ役目をしています。 地球の大きさ 氷のマントル ちきゅうおお どせい 」 986U ? がんせきかく 岩石の核 てんのうせい 0 天王星の衛星 えいせいはつけん げんざい 天王星には現在、 27 個の衛星が発見されて えいせい きどう おお います。下の図は、大きめの 5 つの衛星の軌道で てんのうせいはんけい えいせい す。ほかの小さな衛星のなかには、天王星の半径 ばいちか の 500 倍近い軌道をもつものもあります。 てんのうせい ちょっけい ひょうめん 會ミランダ直径 472 。表面はなにかに強くひっか ふか しようとつ かれたような筋や深い裂け目があります。衝突でこわ れた天体が、ふたたび集まってできたという説があり 會ウンプリエル直径 1170 。 くらえいせい ますが、くわしいことはわかっていません。 とても暗い衛星です。 會テイタニア直径 1578 。も えいせい っとも大きい衛星です。 テイタニ ア てんのうせい 天王星 ウンプリコレ 工アリコレ ラ オペロン らよっけい だいえいせい てんのうせい 會天王星の 5 大衛星の軌道 天王星の星数は、ポイジャー探機の画篠や地主からの調則によ。て、新たに 9 個発見され 27 個 ( こなりました。 49

さつえい すいせい マリナー 10 亳が撮影した水星無数 ようがんなが のクレーターと溶岩の流れた跡のよう な地形があります。 たいようけい 太陽系 ちき 0 うがたわくせいすいせい 地球型惑星の水星は、太陽系の惑星のなかで太陽のいちば だいわくせい ちきゅう ん近くをまわる第 1 惑星です。大きさは地球のおよそ 5 分の つき 2 、月の 1 .4 倍ほどで、表面は月と同じように、びっしりと すいせいたいよう クレーターでおおわれています。水星が太陽から受けるエネ ひょうめんおんと ルギーは地球の 5 倍から 10 倍もあるため、昼間の表面温度は たいき 高いときで 400 ℃にもなります。しかし、夜になると大気が ねつ おんど れいか ないために熱をたもっことができず、温度は急速に零下 すいせい 160 ℃くらいまで下がります。これまでに水星に近づいた探 すいせいひょう 査機は、アメリカのマリナー 10 号だけでそのときは水星表 面の 45 % を撮影しました。また、弱し、磁も発見しています。 さつえい よわ たいよう たいようけいわくせい ひょうめんつきおな う ちきゅう ひるま きゅうそく はつけん ないぶ 0 水星の内部 ちかく 地殻 マントル ないぶ ちょっけい いじよう 内部には直径の 3 分の 2 以上もある金属の核がありま す。が大きいのは、原始水星がほカ天休と衝突して、 ひうめんがんせき 衾面の岩石がはぎとられたためと考えられています。 ひかく 0 地球との大きさの比較 きんそくかく かんが ちきゅう ちょっけい ←直径が 4880 。地球のおよ そ 5 分の 2 の大きさで、もっと わくせい も小さい惑星です。 すいせい 水星 地球 はんたいがわちてん 反対側の地点 はんたいがわ ←カロリス盆地とその反対側の地形カロリス盆地 ( 左の しやしんしたはんぶん すいせいさいだい ちょっけい 写真の下半分 ) は水星最大のクレーターで、直径が 1300 おくねんまえてんたい しようとつ もあります。およそ 36 億年前の天体の衝突によってつく しよっけきすいせいはんたいがわ られ、そのときの衝撃は水星の反対側にまでったわり、右 の写真のような複雑な地形をつくりました。 20 カロリス盆地は水星の直往の 4 分の 1 ほどもあります。もし、これより大きな衝突力、起きていたら、水星はこなごなになっていたでしよう。 ほんち カロリス盆地 ちけい すいせい

きんが 會アンテナ銀河 2 つの銀 河の相互作用でつくられた長 い尾がアンテナのように見え ちゅうしんぶ みぎ しようとつ ます。中心部 ( 右 ) には衝突 によって生まれたわかく青い 星がたくさんあります。 つ銀河の衝突のようす なが しやリんきんが 會車銀河車輪銀河は 2 つの小さな銀河を引きつれています。 しようとつ しリん かってそのどちらかとすれちがうか衝突したため、車輪のよう な輪がつくられたと考えられています。 きんがけいせいきんが しようとつ ゆアンテナ銀河の形成銀河の衝突をコン ピュータでシミュレーションしました。 2 うすま がたぎんが つの渦巻き型銀河がたがいに近づくと、重 さよう の相互作用によって銀河の形がゆがみ、 せつきん やくおくねん 長い尾を引きます。接近から約 6 億年後、 ついに 2 つの銀河が合イ本します。 じゅう 制作 : 成見哲・吉沢明・戎崎俊一 しやリんきんが けいせい 車輪銀河の形成ふつうの渦 巻き銀河に小さな銀河がぶつか しようとつ ります。衝突のショックで大き なエネルギーが生まれ、 2 つの うちうくうがん 銀河内のガスが宇宙空間に投け 出されます。ガスはまわりにリ ング状にひろがり、そのなかで 星がつぎつぎに生まれます。 河の衝突では河内の星どうしは十分にはなれているためにほとんど衝突しませんが、 ガス曇どうしがぶつかり、そのショックで星が笙まれます。 制作 : 成見晢・吉沢明・戎崎俊一 123

ぎんが うちゅう をんが 銀河系と銀河 わたしたちの宇宙には、たくさんの銀河が集まっている ところもあれば、まばらなところもあります。銀河が集ま ぎんが っているところでは銀河どうしが衝突することもめすらし くあリません。その結果、 2 つの銀河は合体してより大き きんが どうし たすうほし な銀河を生み出し、衝突のショックで同時に多数の星が生 うちゅうばうえんきよう ちじようおおがたほうえんきよう とお まれます。ハップル宇宙望遠鏡や地上の大型望遠鏡は遠く うちうかんそく しようとつがったい の宇宙を観測し、ほかの銀河と衝突・合体しかかっている ぎんが きんがけい 銀河をたくさん見つけました。わたしたちの銀河系ととな ぎんが ちか なんしゅうおくねム りのアンドロメダ銀河もしだいに近づいており、何十億年 ぎんがけい かのちには銀河系と衝突するかもしれません。 第 i 突する銀河 きんが ぎんが しようとつ ぎんが けっか がったい しようとつ エヌジーシー エヌジーシー ← NGC4567 と NGC4568 2 つ しようとつはじ の銀河が衝突し始めました。銀河 のなかのガスのかたまりどうしが くろすじ ぶつかっておしつぶされ、黒い筋 として見えています。 きんがエム ぎんが ・子持ち銀河 M51 ほかの銀河 がすぐ近くを通りすぎたために リ ( えいきよう の影響でこのように美しい渦か つくられたと考えられています。 ぎんが けんさい かってすれちがった銀河は現在、 きんが 銀河の腕の先左にあります。 かんが うでさきひだり 、巨大な棈円河は 2 つの河が衝突したり、大きな河がより小さな銀河をのみこむことによらて笙まれたと考えられています。 122

コンピュータで えがかれた「巨大 しようとっせつ 衝突説」 0 月の起諒 きよだい つき たいようけい おお ばんめ えいせい 月は太陽系のすべての衛星のなかで 5 番目の大きさです。しか ほわくせい つき し、母惑星との大きさの比率からみると地球の 4 分の 1 もある月 おお は、ほかとくらべてとびぬけて大きな衛星ということができます。 りゆう このように巨大な衛星をもつようになった理由について、現在、 4 つの説がとなえられていて、そのなかでも、もっとも新しく考 きょだいしようとっせつ ちゅうもく えられた「巨大衝突説」がとくに注目をあびています。しかし、 今のところどの説が正しいかは明らかではありません。 0 4 つの月の起源説 つき きげんせつめい ちき 0 う 月の起源を説明する 4 つの説のうち、昔からあるのは、地球と つきおやこ ぶんれっせつ 月が親子と考える「分裂説」。ふたごの兄弟のように生まれたと考 し 0 うせきせつ かんけい てんたい える「ふたこ集積説」。もともと関係のない天体どうしだったとい ほかくせつ げんさい ゆうりよく う「捕獲説」の 3 つです。現在、もっとも有力とされているのは、 きょだいしようとっせつ この 3 つを口わせたような「巨大衝突説」です。 0 巨大衝突説 おお ぶん ひりつ えいせい きよだいえいせい げんさい あたら かんが いま せ一三 つき かせい ちき 0 う けんし おお しよっとつ 會原始の地球に火星くらいの大きさの天イ本が衝突しました。 むかし せ = = かんが きようだい かんが きよだいしようとっせつ ちさ 0 う しよ あっ 會地球をまわるうちに、破片は 1 か所に集まりはしめました。 ぶんれっせつ 0 分裂説 た出し 球ながで ち地に月さん の月ン速せ し始てしなま 原しカ一当り だ山山ー ) う目よ 會誕生してまもなし、・朝・れ簷 おお に、火星くらいの大きさの しようとつ 衝突し、そのときとびちった両方 のマントルの破片が釚道主でふた がったい つき たひ合体して月になったという説 です。 、らその一部がとひ 2 という説です。 ヨこは地球が = れは かいてん しゅうせきせつ ぶたご集積説 0 捕獲説 會月は地球のまわりで、当 スやちりのかたまりから、 どうじ と同時につくられたという説で ちきう つき ・。地球 月と地球はまったくべつなと つき ころで生まれ、月がたまたま地 球のそはを通ったところを地球 にとらえられたという説です。 ひうめんかるふっしつつき てんたい 月の核が小さいことがほんとうならば、衝突した 2 つの天体の、おもに表面の軽い物質で月ができたという「巨夫衝突説」の大きな裏づけになります。 きゃう ちきゅう 86 つきかく しようとつ

もくせい しようとつ すいせい 0 木星に衝突した彗星 ねんがつもくせい 1994 年 7 月、木星にシューメーカー・レビー第 9 彗 しようとつ だいじけん すいせい 星が衝突するという大事件が起きました。この彗星はも しようとつまえ もくせい つよじ物うりよく とは 1 つでしたが、衝突前には木星の強い重力によって にじ 0 うすうこ はヘん もくせいすいせい ニ十数個の破片となっていました。木星に彗星が衝突す かくりつ る確率は 1 OOO 年に 1 度といわれています。ハップル宇 ち物うほうえんきよう せいき てんたい 宙望遠鏡はこの世紀の天体ショーのはじめから終わりま でをはっきりととらえました。 たいようけい 太陽系 だいすい しようとつ たいすいせい もくせい にし 0 うすう ノユーメーカー・レビー第 9 彗星 ニ十数個の破片となって木星に向かうところです。 しようとつ ぐもすいせい 會衝突後のきのこ雲彗星のうちの もくせい しようとつ すいせい しようとつあとゆみや そとがわ 1 つが木星のふち近くに衝突し、き 會彗星の衝突跡弓矢のまとのように見えます。外側の三 しやしんち 0 うおう かっきがた おお のこ雲が上がりました ( 写真中央 ) 。 日月形のリングの大きさは地球より大きいものです。 すいせい 0 彗星のぶるさと てんもんがくしゃ 1 950 年、オランダの天文学者オールト たいようけいわくせいきどう そとがわたいよう は、太陽系の惑星軌道のはるか外側に太陽 けいぜんたい すうせんおくこ すい 系全体をつつむようにして数千億個の " 彗 りゆう せい 星の巣 " があり、なんらかの理由でそこを たいよう とび出したものが太陽のまわりをまわる軌 せつ 道をもつようになるにちがいないという説 くも を発表しました。これは「オールトの雲」 しゅうき すいせい とよばれ、長い周期をもつ彗星のふるさと いっぽう ではないかと考えられています。一方、周 かいおうせい きどうそとがわひろ きみじかすいせい 期の短い彗星は、海王星の軌道の外側に広 たいようけいがいえんてんたい りよういき がる太陽系外縁天体のある領域からやって げんし せつ くるという説があります。どちらも、原始 わくせい たいようけいせいうん 太陽系星雲のころにできて大きな惑星には こおり びわくせい 進化しなかった氷とちりでできた微惑星の かんが 集まりと考えられています。 もくせい しようと : 會ならんだ衝突跡自転する木星に順番にのこされた衝突 あと 跡です。これらの跡はやがて消えました。 じんはん しようとつあと ちきゅう . す、鞣帋ン譱 : 子ト議 ねん はっぴょう なが しゅう かんが たいようけい 太陽系 おお たいよらけいが . いえんてんたい 太陽系外縁天体 しんか くもたいようけいがいえんてんたいそうぞうすたい ゆオールトの雲と太陽系外縁天体の想像図太 たいよう 陽からオールトの雲までの距離は、太陽と地球 まんはい の距離の 5 万倍といわれています。オールトの わくせいきどう 雲は、まだみつかっていません。 ( 図の惑星軌道 おお は大きくえがいてあります。 ) 58 彗星や小惑星は太陽系が笙まれたころから変化していないので、 太陽系の歴史を明らかにするのにとても重要な天体なのです。

0 月のクレーター と海 つき ひょうめんくら 月の表面の暗く見えるところを海、クレータ、《た くさんある白く明るいところを陸といいます。月 うちゅうせん レーターは、アポロ宇宙船がおとすれるまで、火山冫 動でできたものか、それとも天体の衝突によるものか はっきリしていませんでした。月の探査が行われた結 果、ほとんどが天体の衝突でできたことが明らかにな りました。また、は地下の溶岩が流れ出た跡である ようがんなが こともわかりました。 つき しろあか りく かさん てんたい しようとつ つき てんたい しようとつ つき 會生まれて間もないころ月のマグマのかたまった表面に、微惑 しようとつ しよき 星などがさかんに彳 - 宋し、初期のクレーターがつくられました。 0 クレーター 海のでき芳 おくねん 月には生まれて間もないころ ( 46 億年前 びわくせい しようわくせい てんたい かえしよう から微惑星や小惑星などの天体がくり返し衝 とつ うみ 突し、クレーターがつくられてきました。海 ようがんなが は、内部から溶岩が流れ出してできました。 0 月の内部 地殻 うみ つき うみおおおもてがわ 月の地殻は海の多い表側 ( 地 きゅうがわ うらがわ 球側 ) よりも、裏側があっくで がんせき きています。また、岩石のマン ち物うしんちい トルはあっく、中心に小さめの かく 核があると考えられています。 つき ないぶ つき ないぶ マント月 びわく ひょうめん ちかく ちかく かんが わくせい しようとつ だいしよう 會惑星などの衝突によって大小さまさまなクレーターでう ひょうめん めつくされた表面が、しだいにひえはしめました。 ・クレーターからあ / ; ようがんていち れ出した溶岩は低地 ひろ とひろがりさらに広し うみ をつくりました。 ひょうめんらだ一 - = 、。 、・、を , ら會表面にあふれ出した溶岩は、→クレーターのくほみをうめ、 ・をを」第 ( メクレーターのなかに雫らな海をつくりました。 おくねん かんせん - ヂ讐 會 10 億年ぽどたったころ、完全にかたまったクレーターの内 部のひびわれにそって、地下からマグマが上がってきました。 84

しようたい 0 ニュートリノの正体をさぐる うちゅうくうかん ちい 宇宙空間にはさまざまな電磁波や目に見えない小さ そり 0 うし りゆうし な粒子 ( 素粒子 ) がとびかっています。なかでもニュ そり 0 うし ほしないぶ せいしっちょうしん ートリノとよばれる素粒子は、星の内部の性質や超新 し 0 うよう 星爆発のようすについて重要な情報をもっています。 ひかりちかはや しかし、ニュートリノは光に近い速さでとんでおり、 ちき 0 う とおみち 通り道に地球のような惑星があっても一瞬で通りぬけ てしまうので、とらえることは容易ではありません。 かがくしゃ 世界の科学者たちはニュートリノをつかまえる努屶を かがくしゃ きょだいかんそくそう じっさい ちか しており、実際、日本の科学者は地下の巨大な観測装 置でいくつかキャッチしたことがあります。このよう ほうえんきよう そうち な装置はニュートリノ望遠鏡ともよばれます。 じようはう せいばくはつ いっし 0 んとお わくせい ようい きふけんかみおかこうさん ←スーバーカミオカンテ岐阜県神岡鉱山の けんせつ 地下 1 000 m に建設されたこのニュートリノ かんそくそうち きょだいすいそうもち 観測装置は、巨大な水槽を用いています。 0 スーバーカミオカンテの構造 エレクトロニクスハット コントロールルーム しゅんすいせいぞうそうち 純水製造装置 こうでんしぞうばいかん 光電子増倍管 すいそう 地下 1 OOOm の水槽は 5 万トンの うちがわ じゅんすい 純水をたくわえ、内側には 1 万 ほんひかり 2000 本の光のセンサーがならんで います。宇宙から来たニュートリノ みず つうか が水のなかを通過すると、こくまれ げんしかくでんし しようとつ に原子核や電子と衝突して光を出す かんそく ので、それを観測します。 うち 0 う うちがわ すいそう 會スーバーカミオカンテの水槽の内側にならぶ光のセンサー ( 光電子増 しようとっしゅんかん はいかん けんしかくでんし ニュートリノと原子核や電子との衝突の瞬間をとらえます。 倍管 ) ニュートリノの質量の発見 ねん 1998 年、日本が世界にほこ かんそくそうち るニュートリノ観測装置スーバ ひだりうえしやしん ーカミオカンデ ( 左上の写真 ) の けんき 0 うしゃ 研究者たちが、ニュートリノに しつりよう ちい こく小さな質量があることを発 見しました。ニュートリノに質 しんか 量があるとなると、宇宙の進化 みかた についてのわたしたちの見方は おお 大きくかわることになります。 ひかり こうでんしぞう 首然界でのニュートリノの発生 はつけん しつりよう せかい うちゅうせんたいきしようとつ 宇宙線の気衝突カら たいよう 太ドから たいようちょうしんせいはくはつ 會電子のなかまの素粒子であるニュートリノは、太陽や超新星爆発なとさまさ うちうくうかん こうそく まな天体によってつくり出され、宇宙空間をほほ光速で進みます。また、宇宙 しようとつ をとびかう宇宙線が地球の大気と衝突したときにもニュートリノはできます。 素子とは、あらゆる物質をつく。ているもとになる粒子で、クオーク、電子、 ニュートリノなどのことです。 けん ちょうしんせいはくは 超新ヂ爆か りよう うち 0 う うち 0 うせん 151

さつえい しようわく しようわくせい 會小惑星ガスプラガリレオ探査機が近づいて撮影した小惑 さいちょうぶぶん 星の 1 つです。最長部分で 18 ほどあります。 たんさき しようわくせい つき さつえい ←月をもつ小惑星ガリレオ探査機が撮影した さいちょう しようわくせい 小惑星イダ ( 左 ) と、そのまわりをまわる最長 えいせい みぎ しようわく ぶぶん 部分 1 .6 の衛星ダクティル ( 右 ) です。小惑 ちよくせつかくにん せいえいせい 星の衛星が直接確認されたのはこれが初めてで たいよう す。イダは太陽のまわりを 4 年と約 10 か月かけ ねんやく として見えているのが小惑星の道です。 會 305 反射望遠鏡がとらえた 30 分間の小惑星の動き はんしやほうえんきよう ぶんかんしようわくせいうご 會イダの衛星ダクティル えいせい てまわっています。 しようわくせい 0 小惑星のでき方 たいようけいたんじよう 太陽系が誕生したとき、ガスの雲 のなかでちりなどが集まって無数の びわくせい 「微惑星」がつくられ、やがてそれ らが集まって惑星ができました。小 びわくせいわくせいせい わくせい 惑星はそのときの微惑星が惑星に成 かんが 長できずにのこったものと考えられ ひょうめん しうわくせい ています。小惑星の表面のたくさん のクレーターは、多覈の小さな天休 ものがた しようとつ が衝突したことを物語っています。 はかい しようわくせい しようわくせい ←破壊される小惑星小惑星どうしの衝 しうわくせい 突によってより小さな小惑星になります。 むすう あっ しよう しかた しようとつ しようわくせい 小惑星のさまざまな衝突の仕方 よった軌をもつ「簇」というグループがあります。 、尓惑星のなかには、にか これらはもとは 1 つの大きな天体であったと考えられています。 33

00C えいせい 0 土星のおもな衛星 0 タイタン ( テイタン ) ちょっけい タイタン ( テイタン ) は直径が 5150km あ どせいさいだいえいせい たいき る土星最大の衛星です。あつい大気の層につ ちひうちか つまれていて、地衾近くはメタンにおおわれ かんが たいき ていると考えられています。大気はおもに窒 みず 、生命の材料 素ですが、わずかな水のほかに ゆうきぶつはつけん となる有機物も発見されているので、もしかし かのうせい せいめい たら生命がいる可能性があります。探査機カッ こがたたんさき シーニは、小型探査機ホイへンスをタイタン とつに 0 う ちょうさ たいき の大気に突入させ調査しました。 エンケラドス ひょうめんたいよう ←タイタンの表面太陽 えいせいちゅう 系の衛星中、最も濃い大 気を持ち、有機物もふく まれます。 もっと ゆうきぶつ ちひょう タイタンの地表 2005 年 1 月、ホイへンスはタ ちゃくリく イタンに着陸しました。 こおり 転がっているのは、氷や ゆうきぶつ 有機物なとのかたまりと 考えられています。 ねんがつ たんさき ディオーネ テティス ひょうめんはし ひょうめん だいしようとつあと すあとのような割れ目が表面を走ります。 なめらかに見えるところがあります。 が、表面にはかっての大衝突の跡があります。 tl イアベトウス ハイベリオン ミマス そとがわ じようめんはんぶんあか さいたいらよっけい えいせい ぶん ちょっけい ちょっけい 會最大直径 360 。外側をまわる表面がクレータ 會直径 398 。直径が衛星の 3 分の 1 もあるクレ 會直径 1436 。表面の半分は明るく、 もう半分 しようとつ ーター ( 右上 ) は、天体が衝突した跡です。 は暗い色でおおわれた奇妙な衛星です。 ーだらけの衛星です。 ひょうめん はんぶん ちょっー 1 い ハイベリオン タイタン ( テイタン ) ↓フェー・ヾ イアベトウス い 49 ーに 58 西 2.9 123 1300