惑星はなぜ丸いのか？惑星の形の不思議を探ろう
惑星はなぜ丸いのでしょうか？大きさや組成は異なっていても、太陽系の8つの惑星はどれもほぼ球形です。一方、小惑星の形はもっと多様で、ピーナッツや犬のおやつの骨に似たものまであります。では、なぜ惑星はどれも丸く、小さな天体はさまざまな形になるのでしょうか？惑星が丸くなる理由や、惑星によって丸さが違う理由、そして重力が宇宙の天体を形作る仕組みを見ていきましょう。
Solar Walk 2で惑星の3Dモデルも探索してみてください。基本的な形は同じでも、それぞれがどれほど異なる世界なのかがわかります。
内容
惑星はなぜどれも丸いの？
惑星が丸いのは、重力がその形を決めているからです。惑星は、恒星の周りを回る、散らばったガスや塵の粒子から生まれます。粒子は重力によって引き合い、塊になります。その塊が周囲の物質を集めながら大きくなっていきます。
形成中の惑星が成長するにつれて、その重力は物質の分布を変えるほど強くなります。重力があらゆる方向から物質を中心へ引き寄せるため、ほぼ球形の天体になるのです。これが惑星の丸い形の理由です。
惑星は丸いのに、多くの小惑星が丸くないのはなぜ？
天体の形は質量によって決まります。質量が大きいほど、自らの重力で丸い形になろうとする力が強くなります。小惑星は一般に小さすぎるため、重力で形の凹凸をならすことができません。
火星と木星の間にある小惑星帯の多くの小惑星は、惑星になれなかった物質の名残です。木星の強い重力が大きな天体の成長を妨げ、物質が集まって1つの惑星になるのを阻んだのです。
小さな天体の中にも、ほぼ丸い形になるだけの重力を持つものがあります。そのうち、太陽の周りを回り、衛星ではなく、軌道の周辺からほかの天体を一掃していないものは、準惑星に分類されます。ほぼ丸い形であることは重要な基準の1つであり、より小さく不規則な形の小惑星と区別する条件になっています。
惑星は完全な球体なの？
惑星は自転しているため、完全な球体ではありません。自転すると、重力とは反対に、外向きの遠心力が働きます。その効果は赤道で最も強く、惑星は赤道付近で膨らみ、両極付近では少し平たくなります。赤道付近の膨らみは赤道膨張と呼ばれ、その結果できる形は扁平な回転楕円体と呼ばれます。
木星が少し平たい形をしていることは、望遠鏡でも確認できます！観測条件がよければ、木星の円盤が雲の帯に沿った方向で、それと直角の方向より少し幅広く見えることに気づくでしょう。2027年2月11日は絶好の機会です。この日は木星が衝を迎え、一晩中見られます。より安定した像を見るには、木星が地平線から高く昇るのを待ちましょう。
最も球形に近い惑星は？
惑星がどれほど平たくなるかは、自転の速さだけでなく、密度や内部構造にも左右されます。金星と水星は最も球形に近い惑星です。この2つは自転が最も遅いからです。
この理屈で考えると、太陽系で最も速く自転する木星が、最も平たい惑星だと思うかもしれません。ところが、その座にあるのは土星です！土星の自転は木星より少し遅いものの、密度がずっと低く、重力も弱いため、赤道付近がより大きく膨らみます。
山や谷は惑星の形に影響する？
山や谷などの地形は惑星の表面をでこぼこにしますが、全体の形にはほとんど影響しません。地球を直径約24cmのバスケットボールほどに縮めたと想像してみてください。その縮尺では、エベレストでさえ海面からわずか0.17mmしか突き出しません。
では、火星のオリンポス山はどうでしょうか？高さ約22kmのこの山も、火星がバスケットボールの大きさなら、表面からわずか0.8mmしか突き出しません。これほど巨大な山でも、惑星全体の形にはほとんど影響しないのです！
オリンポス山は太陽系最大の火山です。では、太陽系のほかの記録保持者については、どれくらい知っていますか？最も大きいもの、小さいもの、深いものなど、太陽系のさまざまな「一番」をクイズで確かめてみましょう！
惑星が丸い理由：よくある質問
地球は完全な球体？
地球が丸いのは、重力があらゆる方向から物質を中心へ引き寄せ、ほぼ球形にするからです。ただし、地球は完全な球体ではありません。自転によって赤道付近は少し幅広く、両極付近は少し平たくなっています。この形は扁平な回転楕円体と呼ばれます。
地球は赤道が膨らむほど速く自転しているのに、なぜ私たちは飛ばされないの？
惑星の形が変わるために、重力に打ち勝つ必要はありません。回転するボウルの中の水を想像してください。水は縁に沿ってせり上がりますが、ボウルの中にとどまります。同じように、地球の物質もゆっくりと移動したり変形したりして、赤道付近を少し幅広くします。地球の奥深くにある硬い岩石でさえ、長い時間をかければ変形します。それでも重力は、すべてをつなぎとめています。
地球の自転は、その形を少し変えるには十分な速さですが、私たちを地表から放り出すほど速くはありません。赤道では、地球の自転によって私たちは時速約1,670kmで移動しています。赤道上の人が地球の自転だけで無重量になるには、その速さが時速約28,500km、つまり今の約17倍に達する必要があります！地球の半径と質量が変わらないと仮定すると、わずか84分で1回転することになります。
地球が丸いことを発見したのは誰？
地球が球形であるという考えは古代ギリシャにさかのぼり、ピタゴラス（紀元前570年頃〜紀元前495年頃）に由来するとされることがよくあります。その後、アリストテレス（紀元前384〜322年）は、月食の際に月に映る地球の影が曲線を描くことなど、地球が丸い証拠を示しました。紀元前3世紀には、エラトステネス（紀元前276年頃〜紀元前194年頃）がさらに一歩進みました。エジプトの2つの都市で太陽の位置を比較し、地球の円周を驚くほど正確に計算したのです。
地球が丸いことをどう証明できる？
開けた海を眺めるとき、高い場所に上がるほど遠くまで見渡せます。地球の曲がりによって隠れていた、遠くの物体の一部が見えるようになることもあります。もし地球が平らなら、観測条件さえよければ、その部分は地上からでも見えるはずです。記事では、地球が丸いことを確かめるほかの方法も紹介しています。
地球平面説を信じる人は、ほかの惑星をどう考えている？
地球平面説を信じる人の中には、惑星は確かに丸いものの、地球は惑星ではないため球形である必要はない、と考える人がいます。この運動の中でも、グループごとに独自の考え方があります。地球が平らだという点では一致していても、ほかの惑星については、まだ共通の説明に至っていません。
月はなぜ丸いの？
地球の自然の衛星である月が球形なのは、質量が大きく、丸い形を保つのに十分な重力があるためです。ガリレオ衛星のイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストも、同じ理由で丸い形をしています。ただし、衛星の中には不規則な形のものもあります。例えば、火星の衛星フォボスとダイモスは小惑星に似ています。小さく、球形になるほどの重力がないためです。
恒星も丸いの？
惑星と同じように、恒星もほぼ球形です。重力が物質を中心へ引き寄せるためです。しかし、自転が速いと、赤道付近が膨らみ、両極付近が平たくなることがあります。顕著な例がレグルスで、しし座で最も明るい恒星です。わずか16時間で1回自転するため、赤道直径は極直径より約32%も大きくなっています！
惑星が丸い理由：まとめ
惑星が丸いのは、形成されるときに重力が物質を中心へ引き寄せるからです。ただし、完全な球体ではありません。自転によって赤道付近が少し幅広くなり、両極付近が平たくなります。その程度は惑星によって異なり、自転、密度、内部構造によって決まります。
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