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2020年07月30日

太陽系は太陽を中心に回っているのではない

太陽系の星は、目に見えない一点を中心に回っています。
それは、太陽系の「共通重心」で、その点を中心に、太陽系全体の質量が、均一に分布していることになります。

もちろん、太陽も例外ではありません。
そのため、太陽系の中心が、常に太陽であるとは限らないのです。

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惑星科学者のジェームズ・オドノヒューは、太陽系の共通重心の周りで起こっている、太陽、土星、木星の、綱引きをするような動きを表すアニメーションを作成しました。

太陽は、太陽系の中心です。
太陽の周りを、惑星が回り、さらに、分厚いベルト状に集まった小惑星帯や、いくつかの流星群、時々、はるか遠くからやってくる彗星も、一緒に回転しています。

しかし、話は、これですべてではありません。

「太陽系のすべての星は、太陽系の『質量中心』の周りを回っている。太陽でさえも」
と、日本の宇宙航空研究開発機構(JAXA)の惑星科学者、ジェームズ・オドノヒューはツイートしました。

「質量中心」とは、物体が完全にバランスを取ることができ、その質量が、すべての方向に均等に分布している点のことで、重心とも言います。
宇宙の2つ以上の物質の間にも、重心が存在し、それを、共通重心といいます。
太陽系では、共通重心が、太陽の中心に重なることは、ほとんどありません。

これを分かりやすく示すために、オドノヒューは、アニメーションを作成し、太陽、土星、木星が、お互いの位置に応じて、共通重心の周りで、綱引きをするように回転する様子を描きました。

オドノヒューは、自由な時間があると、惑星や星や光速などについての、物理学を、分かりやすく説明したアニメーションを作成しています。

「惑星は太陽を中心に回っていると思われがちだ」と、オドノヒューは言います。

「実際には、太陽系の共通重心が太陽の中心に重なることはほとんどない」

アニメーションでは、太陽の動きは、分かりやすいように誇張されていますが、太陽は、不規則な螺旋を描いて、重心の周りを、時には、数百万kmも離れたりしながら、回っています。

この動きは、ほとんどが、木星の重力による影響です。
太陽は、太陽系全体の質量の99.8%を占め、0.2%を木星が占めます。
この木星の質量が、太陽を緩やかに引き寄せているのです。

「実際、太陽は木星の軌道にわずかながら影響を受けている」と、オドノヒューは言います。

惑星と衛星も、その共通重心を持っています。
地球と月の場合、地球の内部に共通重心があるため、単純な動きになっています。
オドノヒューは、そのアニメーションも、作成しました。

アニメーションでは、地球と月が、今後3年に渡って動く様子も、3Dで示されています(地球と月の距離は、縮尺通りではありません)。

冥王星と、その衛星カロンの動きも似ていますが、こちらは、共通重心が、常に冥王星の外側にあり、若干違った動きとなっています。

このように、あらゆる星系は、見えない点を中心に、回っています。
中心にあるように見える、恒星や、惑星もそうです。
共通重心は、他の恒星系で、惑星を発見するのに、役立つことがあります。
天文学者が、共通重心を調べることで、全体の質量を推計し、見えない惑星の存在がわかるのです。

「もちろん、惑星は太陽の周りを回っている」とオドノヒューは言います。

「ただ、学者ぶった言い方をするのであれば、そうではないという話だ」

☆ ☆ ☆ ☆ ☆


「恒星は動かない、太陽は止まっている」って、ガッコーで習いました。
でも、考えてみれば、この広い宇宙で、動かずにいられるなんて、相当、不自然というか、奇跡的なことなのかもしれません。

太陽系の場合、太陽に影響を及ぼしているのは、木星のようです。
木星は、太陽系で最も大きい惑星なので、そういうことなのでしょう。

地球も、木星の恩恵を受けています。
木星の強力な引力が、ほとんどの隕石を引き付けてくれているのです。
木星がなかったら、地球なんて、とっくに、巨大隕石が当たって粉々に砕けていたはずだと言われています。
木星さん、ありがとう。

夢のお仕事シリーズ JAXA
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