太陽系 ~惑星の位置関係を見てみよう~

私たちの住む太陽系には、8つの惑星が存在します。

これらの惑星の位置関係を、太陽からの距離で見てみましょう。

実は、惑星が位置するのは、地球の公転軌道半径の30倍までの領域です。

それより外側には、太陽系外縁と呼ばれる広大な領域が広がっています。

目次

1. 「天文単位」で見た惑星の位置関係

2. 太陽系外縁には何があるのか

3. まとめ

1. 「天文単位」で見た惑星の位置関係

太陽と地球の平均距離は1億4959万7870キロメートルです。

この距離を、1天文単位(単位:AU)と定義しています。

太陽と各惑星との距離のデータを、表1に示します。

近日点(太陽から最も近い距離)と遠日点(太陽から最も遠い距離)を、天文単位で表しています。

それぞれの平均距離は、(近日点+遠日点)÷2で算出しました。

公転周期は、ケプラーの第3法則から計算しました。

基礎知識についての記事はこちら。

ケプラーの法則 ~惑星が回る軌道のお話~

図1. 太陽と各惑星との距離のデータ一覧

近日点

(AU)

遠日点

(AU)

平均距離

(AU)

公転周期

(年)

水星 0.308 0.467 0.388 0.24
金星 0.718 0.728 0.723 0.61
地球 0.983 1.017 1.000 1.00
火星 1.381 1.666 1.524 1.88
木星 4.952 5.455 5.204 11.87
土星 9.021 10.054 9.538 29.45
天王星 18.286 20.096 19.191 84.07
海王星 29.811 30.327 30.069 164.88

太陽との平均距離を見ていくと、水星・金星・地球・火星は近い位置にあることがわかります。

地球のすぐ外側にある火星は、太陽との距離が、地球と約1.5倍しか違いません。

ところが、火星の外側にある惑星を見ると、木星では約5倍、土星では約10倍、天王星では約20倍と、惑星の公転軌道同士の間隔はどんどん広くなっています。

一番外側の惑星・海王星に至っては、太陽との距離が地球の30倍に達します。

太陽との距離が大きくなるほど公転周期は長くなり、海王星の場合では、太陽のまわりを1周するのに約165年もかかります。

しかし太陽系全体で考えたとき、惑星の位置する領域は、太陽系の中心部に限られています。

海王星の公転軌道の外側、すなわち太陽からの距離が30AUを超える領域は、太陽系外縁と呼ばれます。

2. 太陽系外縁には何があるのか

太陽からの距離が30~50AUの領域には、「エッジワース・カイパーベルト」と呼ばれる、リング状の小天体の密集地帯が広がっています。

アイルランド人のエッジワースと、アメリカ人のカイパーという、2人の天文学者によって予想されたため、この名前が付きました。

エッジワース・カイパーベルトの代表的な天体は、冥王星(2006年に準惑星に降格)です。

また、エッジワース・カイパーベルトは、ハレー彗星に代表される短周期彗星のふるさとでもあります。

さらに外側の、太陽からの距離が数百AUあたりには、エッジワース・カイパーベルトからはじき出された天体が存在します。

これらの天体を「散乱円盤天体」といいます。

散乱円盤天体の場合、近日点はエッジワース・カイパーベルトの中にありますが、遠日点は外側に大きく外れてしまっています。

代表的な天体は、準惑星エリスです。

エリスは、その大きさ・質量が冥王星を上回り、冥王星が惑星から降格されるきっかけとなったことで有名です。

それよりもっと外側の、太陽からの距離が1~10万AUの領域には、「オールトの雲」と呼ばれる天体群があると仮定されています。

1950年にオランダ人のヤン・オールトが、太陽系の果てに長周期彗星の巣があるはずだとして、太陽系を球状に取り囲む小天体群を提唱しました。

現時点では、オールトの雲に属する天体はまだ発見されていません。

オールトの雲の端に当たる10万AUを、太陽系の最外周と考えると、太陽系の半径は約1.58光年に相当します。

3. まとめ

太陽系外縁と呼ばれる、太陽からの距離が30AU以上の領域には、まだまだ観測の進んでいない広大な世界が広がっています。

私たちの地球を含む8つの惑星が存在する領域は、太陽に非常に近い、太陽系の中心部であることがわかります。

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