小惑星帯：できなかった惑星
50年前の1972年7月15日、パイオニア10号は小惑星帯に到達した最初の宇宙船になりました。この機会を利用して、太陽系のこの奇妙な地域についてお話ししたいと思います。小惑星帯はどのように形成されましたか？それは何十億年も前に破壊された惑星の残骸でしょうか？この記事を読んで、これらの質問や他の多くの質問に対する回答を入手します。
内容
小惑星帯とは？
小惑星帯は火星と木星の間の領域であり、太陽系の小惑星のほとんどがあります。これは内側の岩石的な惑星と外側の巨大ガス惑星の間の境界を示しています。カイパーベルトと区別するために、メインベルトと呼ばれることもあります。メインベルトには、ケレス（セレス）、ベスタ、パラス、ヒギエアの4つの大きな天体と、何百万もの小さな天体が含まれています。
小惑星帯の発見者
小惑星帯の存在は19世紀半ばまで知られていませんでした。しかし、火星と木星の間の領域は、それよりずっと前から天文学者の注目を集めていました。そこで惑星を探していました。
1766年、ドイツの天文学者ヨハン・ダニエル・ティティウスは次の仮説を提案しました：「太陽系の中心から外側に伸びる場合、各惑星は太陽からその前の惑星の約2倍の距離にあるはずです」。この仮説（現在はティティウス・ボーデの法則として知られている）によると、火星と木星の軌道の間にまだ発見されていない惑星がありました！
多くの人がこのアイデアに夢中になりました。例えば、「天空の警察」と呼ばれるドイツの天文学者のグループは、大規模な国際プロジェクトを組織し、行方不明の惑星を見つけることを目的としていました。しかし、1801年にセレスを発見したイタリアの天文学者ジュゼッペ・ピアッツィに追い抜かれました。天体は、ティティウス・ボーデの法則によって予測されたほぼ正確な距離にありました。
もちろん、科学者たちは最初にセレスが「失われた」惑星であると決定しました。しかし、他の同様の天体がすぐに同じエリアで見つかりました。1802年、幸運は「天空の警察」に微笑みかけました。そのメンバーであるハインリヒ・オルバース（オルバースのパラドックスの作者）はパラスを発見しました。その後、「警察」は動き始めました。1804年にカール・ハーディングがジュノを観察し、1807年にハインリヒ・オルバースがベスタを観察して、2度目の発見をしました。
火星と木星の間でますます多くの天体が発見されるにつれて、それらが惑星と見なすには小さすぎることが明らかになりました。イギリスの天文学者ウィリアム・ハーシェルは「小惑星」という用語を作り出しましたが、そしてその用語が立ち往生しました。1850年代頃、「小惑星帯」という表現が使われるようになりました。
したがって、小惑星帯の発見者は一人もいませんでした。ジュゼッペ・ピアッツィは小惑星帯の最初の天体を観測し、その後、他の天文学者がこの地域でより多くの天体を発見することで貢献しました。
全体を始めたティティウス・ボーデの法則に関する興味深い脚注の1つは、1846年に海王星が発見されたとき、その場所はティティウスの予測と一致していませんでした。ティティウス・ボーデの法則は、実際の物理法則ではなく、単なる数学的な偶然の一致でした。
小惑星帯の起源は？
当初、天文学者は小惑星帯が大きな惑星の破壊の後に形成されたと信じていました。この理論は、すでに上で述べたハインリッヒ・オルバースに属しています。架空の惑星にはフェートンという名前が付けられました。「破壊された惑星の仮説」は、世界中の多くの天文学者によって支持され、20世紀の終わりまで影響力を持ち続けました。
現代の研究によると、小惑星帯は形成されなかった惑星である可能性が高いです。約46億年前、太陽系の初期には、降着の過程で宇宙塵（微惑星と呼ばれる）の小さな塊が形成されました。微惑星のいくつかは、最終的に、今日に知っている惑星になりました。しかし、火星と木星の間の地域では、木星からの重力の影響により、微惑星が惑星に降着することはありませんでした。代わりに、それらは衝突して断片化しました。そのため、この地域に小惑星帯が見られます。
小惑星帯は何でできている？
小惑星帯は主にC型または炭素質小惑星で構成されています。他の一般的なタイプは、S型またはケイ酸塩小惑星とM型または金属小惑星です。
小惑星の大部分は比較的小さく、直径が約30個の小惑星が200kmより大きいだけです。小惑星帯の最大の物体は、セレス（940 km）、ベスタ（525 km）、パラス（510 km）、およびヒギエア（410 km） です。これらの4つの天体は、小惑星帯の全体の質量の約半分を占めています。セレスは現在準惑星と見なされているため、ベスタは小惑星帯内で最大の小惑星です。
セレスは、小惑星帯で球形を維持するのに十分な大きさの唯一の天体です。ほとんどの小惑星はゴツゴツしたジャガイモのように見えますが、いくつかはより珍しい形をしています。例えば、犬の骨のように見える216クレオパトラです。
SF映画で見たかもしれないものにもかかわらず、小惑星帯は混雑した場所ではありません。2つの小惑星の間の平均間隔は約100万kmであるほど巨大です！したがって、小惑星帯を通過する宇宙船は、実質的に衝突の可能性がありません。
さらに、小惑星帯内の小惑星は均一に分布していません。それらが実際に存在しない特定の領域があります。カークウッドの空隙と呼ばれるこれらの領域は、木星の重力の影響によって小惑星が取り除かれます。カークウッドの空隙は、1866年に最初に観測したアメリカの天文学者ダニエル・カークウッドにちなんで名付けられました。
どの宇宙船が小惑星帯を訪れた？
1970年代以降、複数の宇宙探査機が小惑星帯に到達し、その天体を研究してきました。過去の最も注目すべき3つのミッションと1つのエキサイティングな未来のミッションについて説明します。
- 小惑星帯に到達した最初の宇宙船はパイオニア10号でした。木星への任務で、1972年に小惑星帯を飛びました。
- ガリレオ宇宙船は1989年に小惑星ガスプラとアイダを研究し、小惑星の周りの最初の月であるアイダの衛星であるダクティルを発見しました。
- ドーン探査機は、小惑星ベスタ（2011年）とセレス（2015年）を最初に訪れました。
- 2023年に打ち上げられる予定のサイキ宇宙船は、小惑星プシケを訪問します。科学者たちは、その小惑星が火星の大きさの原始惑星の鉄の芯である可能性があると信じています。
小惑星帯を見ることができる？
小惑星帯を見ることができませんが小惑星帯のいくつかの小惑星が見えます。小惑星帯の4つの最大の物体、セレス、ベスタ、パラス、ヒギエアは、小さな望遠鏡や大きな双眼鏡でさえ観察できます。小惑星を観測するのに最適な時期は、小惑星が空で最も明るく見えるときの衝時です。以下に、上記の天体の今後の衝の日を示します。括弧内に、それぞれが到達する大きさを確認できます。
- ベスタ（等級6.1）：2022年8月22日
- パラス（等級7.7）：2023年1月15日
- セレス（等級7.1）：2023年3月21日
- ヒギエア（等級9.7）：2023年8月10日
空に、目的の小惑星をすばやく見つけるには、Sky Tonightアプリを使用できます。画面下部の拡大鏡アイコンをタップし、小惑星の名前を入力して、対応する検索項目の青いターゲットアイコンをタップします。
よくある質問
小惑星帯から地球までの距離は何ですか？
地球から最も近い小惑星帯の端までの距離は1.2から2.2天文単位です。1つの天文単位は、地球から太陽までの平均距離であり、1億5000万kmに相当することを思い出してください。
小惑星帯にはいくつの小惑星がありますか？
欧州宇宙機関によると、小惑星帯には直径1kmを超える小惑星が100万から200万個含まれています。さらに、そこには何百万もの小さな宇宙の岩があります。2022年4月の時点で、天文学者は小惑星帯で598,053個の小惑星を発見して番号を付けました。
小惑星帯の最大の天体は何ですか？
小惑星帯の最大の物体は、直径940kmの準惑星セレス**です。セレスについてビデオを見て、セレスについての面白い事実を学びましょう。
なぜ、小惑星帯が現在ある場所には大きな惑星ができませんでしたか？
小惑星帯は木星に近すぎるため、惑星にはなりませんでした。木星の巨大な重力の影響は、小惑星が1つの大きな体に集まるのを防ぎました。
小惑星帯で見つかった2つの赤い物体は何ですか？
2021年7月、宇宙航空研究開発機構は、小惑星帯の他のどの物体よりもはるかに赤いスペクトルを持つ2つの巨大な小惑星を発見しました。小惑星はポンペイとユスティティアと呼ばれています。科学者たちは、それらの小惑星が太陽系の外縁近くに形成され、約40億年前に小惑星帯に移動した可能性があると信じています。
小惑星帯で鉱物を採掘することは可能ですか？
理論的には、それを行うことができます。採掘の理想的な候補は、おそらく鉄とニッケルでできている小惑星プシケでしょう。いくつかの見積もりによると、この小惑星は数百億ドルの価値があるかもしれません！しかし、小惑星の採掘は非常に困難な作業であり、おそらく現在は持っていない技術が必要です。
結論：火星と木星の間の小惑星帯（メインベルト）には、さまざまな形やサイズの何百万もの天体があります。おそらく、小惑星は、木星の重力の影響のために惑星に合体しなかった太陽系の作成からの残骸です。メインベルトへの次の宇宙ミッションは、2023年に打ち上げられる予定のNASAのサイキです。
