宇宙

木星とはどんな惑星?あの丸い模様の正体がすごい!

投稿日:2017年5月2日 更新日:

「木星とはどんな惑星なの?」

「木星って丸い模様があった気がする・・・。」

そんな疑問についてお話しようと思います。

さっそく、木星という惑星の世界へ行ってみましょう。

まずは木星の表面から。

そして内部にむかって進んでいきます。

  • 木星とはどんな惑星?表面編
  • 木星の自転周期が生み出すもの
  • 木星の大赤斑がすごい!木星表面の丸い模様
  • 木星とはどんな惑星?内部編

という順でお話します。

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木星とはどんな惑星?表面編

木星とはどんな惑星なのか、まずは表面に行ってみましょう。

木星の表面には、特徴的な模様がありますね。

縞(しま)模様が何本もあり、その縞の色も違います。

この木星の縞模様は、どうなっているのでしょうか?

木星の表面は雲で覆われていた!

「え?雲だったの!?」

じつは、木星の縞(しま)模様は雲なんです。

地球でといえは、でできていますね。

それが木星の場合。

雲の一番下の層は、地球と同じように水が主体になっています。

しかし、木星の雲の上の層の成分は、アンモニアが中心となっています。

そのため、私達が地球から木星を観測する場合、一番外側のアンモニアの雲が見えているわけです。

♦木星の温度

木星の温度は表面で、雲の一番上の温度-108度です。

ちなみに、中心部の温度2万度です。

木星の雲の色

私達が観測する木星の雲の色は、だいたい白か茶色です。

この雲は、上から順に白と茶色が交互になっているんですよ。

♦木星の雲の順番

木星の雲は上から順に、

①白 アンモニアの氷の色

②茶色 アンモニアやメタン等の化合物

③白 水が中心

となってます。

この①と②の雲が上下にグルグル対流するんです。

♦雲の対流

②の茶色い雲が上昇気流で上に上がります。

すると、アンモニアが冷えて白い氷になります。

これが①の白い雲です。

この白い雲は、そこから下降。

②の茶色い雲に戻っていくのです。

このように、木星の雲は対流するサイクルを作っているのです。

また、対流していない部分もあり、その部分には①の白い雲はありません。

その部分は②の茶色い雲が見えているのです。

この対流サイクルを起こす雲の下には、対流しない層があります。

水が中心となっている、③の白い雲です。

木星の自転周期が生み出すもの

木星の自転周期(自転で1回転する時間)は、太陽系の惑星の中で一番短いんです。

太陽系の惑星ので、一番大きなサイズの木星。

体積ではなんと!

地球の1,300倍を超えてきます。

その巨大惑星が、たったの10時間ほどで自転しているのです。

木星の自転周期が早いことは、木星表面の強風につながっています。

強風の木星は、数時間観測するだけで、表面の模様が変わっていくのが確認できるのです。

木星表面はどうして縞模様?

雲は地球にもありますが、地球の雲は縞(しま)模様になってる訳ではありませんね。

この違いはどこにあるのでしょうか?

その違いは、風の強さにありました。

木星で吹く風のスピードは、なんと時速180~540㎞!

木星の自転と同じ方向(東西)に吹いています。

その風に乗ったも、一定方向(東西)に動いていたのです。

木星の表面に東西の縞模様ができる訳ですね。

♦風の方向

木星の縞模様で、茶色い雲白い雲逆方向に進んでいます

  • 茶色い雲は西に向かって
  • 白い雲はに向かって

互い違いに進んでいるのです。

この東西の風の境目にできた巨大な渦巻き

それは大赤斑(だいせきはん)と呼ばれる木星の台風です。

木星の大赤斑がすごい!

「木星って、表面に丸い模様があるよね?」

そうなんです。

木星を観測すると、縞(しま)模様の雲のなかに大きな赤(赤茶色)い目玉が見えます。

これが大赤斑(だいせきはん)と言われる、大きな大きな台風なんです。

この大赤斑のサイズは、地球が2個入るほどの巨大なものです。

大赤斑は少なくともこの先1万年は存在すると言われていました。

ところが最近、じわじわと縮んでいるのが観測されていて、

「大赤斑が無くなってしまうの!?」

と、囁かれています。

この大赤斑、風速がすごいのです。

そのスピードは何と!

時速540㎞を超えてきます。

大赤斑は高気圧の台風

木星の大赤斑は、イギリスの科学者ロバートフックによって発見されました。

1664年のことです。

以来、350年以上の間、大赤斑は木星の表面の王者として君臨し続けています。

♦大赤斑の渦の向き

この大赤斑、高気圧の渦巻きなのです。

地球の台風は低気圧の渦巻きですので、逆になりますね。

また、大赤斑の回転は反時計回りです。

その理由は、大赤斑の

  • 上の方(北側)では西に向かって
  • 下の方(南側)ではに向かって

風が吹いているためです。

つまり、大赤斑は東からの風と西からの風が接するところで大きな渦巻きができている状態なのです。

そのため、大赤斑は東西にしか動きません。

また、台風である大赤斑は、形が変化していきます。

♦ミニ赤斑もあるんです

木星の表面には、ミニサイズの赤斑も現れます。

白渦巻きが合体してミニ赤斑ができることもあるんですよ。

大赤斑はなぜ赤いの?

木星表面に見られる渦巻きは、大赤斑だけではありません。

茶色ではなく、小さい白い台風もあるのです。

では、どうして大赤斑だけが赤い色なのでしょう?

♦大赤斑の色

一つの説があります。

強力な高気圧の渦巻きである大赤斑。

大赤斑が大気を高いところまで吹き飛ばします

吹き飛ばされた木星の大気には、リンが含まれています。

リンは、食品にはいくらたらこにも含まれています。

このリンが太陽の光によって化学変化を起こし、赤色に変色

それで、大赤斑の上空を赤茶色に染め上げている、というものです。

♦木星の雷雲

木星の大気中には地球と同じように雷雲もあります。

地球と同じ、と言っても・・・。

なんと!

その威力は地球の数千倍にも達するんですよ。

木星とはどんな惑星?内部編

木星とはどんな惑星?

内部編です。

まず、木星を作る全体的な材料は、水素そしてヘリウムです。

この材用の構成は、太陽と似ているんですよ。

木星の雲の下からの層を、上から見てみましょう。

  • ガスの水素ヘリウムの層
  • 液体化した水素の層
  • 金属的な水素の層
    水素が押し固められ、金属的な状態に

  • 内容に2つの説あり

という具合なんですが、一番内部のの部分がどうなっているのか、2つの説を見てみましょう。

木星の核の説が2つ!

木星の中心核となっている部分がどうなっているか。

一番一般的な説からいきます。

♦1つ目の説

木星のは、岩石や氷でできているというのが一般的です。

太陽系ができる時、下のような順番で木星ができていきました。

  1. 太陽の周りを回っているチリが集まって石になる
  2. 石が微惑星に成長
  3. 微惑星が木星の核になる
  4. 核の重力で周りのガスを集める
  5. 巨大ガス惑星の木星が完成

この説の場合、木星の中心部の核となる部分の質量は、なんと地球の10倍程度になると考えられています。

♦2つ目の説~木星は中心もガス?~

2つ目の説です。

木星が形成されるた当時から、

核となる岩石が存在しなかった

とする説です。

太陽系が形成された当時です。

  1. ガスが集まって核となる
  2. ガスの重力が周りのガスをどんどん引き寄せた
  3. ガスが膨大に集められる
  4. 巨大なガスの塊の木星に成長

このような説があるんですよ。

木星の密度

木星は、上記の内部の核がどうであれ、

ほとんどの部分がガスでできている

ということには変わりありません。

そのため密度は低く、惑星の中では密度が低い方から数えて3番目です。

ちなみに、一番密度が低いのは土星です。

木星の半分を少し超えるくらいの密度で、土星を巨大な水槽に入れるとプカプカと浮いてしまいます。

逆に一番密度が高いのは、我らが地球です。

岩石の塊の地球。

木星の4倍強の密度なのです。

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