NASAのコンピューターの図に描かれている太陽系の惑星。軌道とサイズは縮尺どおりに表示されていません。
（画像：©NASA）
ガスジャイアントは、水素やヘリウムなどのガスで構成された大きな惑星で、比較的小さな岩石の核があります。私たちの太陽系のガス巨人は、木星、土星、天王星、海王星です。これらの4つの大きな惑星は、木星の後に木星惑星とも呼ばれ、火星の軌道と小惑星帯を過ぎて太陽系の外側に存在します。木星と土星は天王星と海王星よりもかなり大きく、惑星の各ペアの構成はやや異なります。
私たちの太陽系には4つの大きな惑星しかありませんが、天文学者は特にNASAのケプラー宇宙望遠鏡を使用して、惑星の外で何千もの惑星を発見しました。これらの太陽系外惑星（いわゆる）は、私たちの太陽系がどのようになったかについてさらに調べるために調査されています。
基本的な事実
木星 太陽系で最大の惑星です。半径は地球のほぼ11倍です。 NASAによれば、50の既知の月と17の確認されている衛星が確認されています。惑星はほとんどが水素とヘリウムでできており、岩と氷の密集した核を取り囲んでおり、その大部分は液体金属水素でできていると考えられ、巨大な磁場を作り出します。木星は肉眼で見ることができ、古代人に知られていました。その大気は主に水素、ヘリウム、アンモニア、メタンで構成されています。 [関連：惑星木星：そのサイズ、月、赤い斑点についての事実]
土星 地球の半径の約9倍で、大きなリングが特徴です。それらがどのように形成されたかは不明です。 NASAによると、53の既知の衛星と9つの衛星が確認待ちです。木星のように、それは密集した核を取り囲む水素とヘリウムで主に構成されており、古代の文化でも追跡されていました。その雰囲気は木星のそれに似ています。 [関連：惑星土星：土星のリング、月、サイズについての事実]
天王星 半径は地球の約4倍です。それはその側で傾けられた唯一の惑星であり、それはまた金星を除くすべての惑星に対して逆に回転し、巨大な衝突がずっと前にそれを破壊したことを意味します。 NASAによると、この惑星には27の衛星があり、その大気は水素、ヘリウム、メタンで構成されています。 1781年にウィリアムハーシェルによって発見されました。[関連：惑星天王星：その名前、月、軌道についての事実]
ネプチューン また、地球の半径の約4倍の半径があります。天王星と同様に、その大気は主に水素、ヘリウム、メタンで構成されています。 NASAによると、13の確認された衛星と確認を待っている追加の衛星があります。 1846年に数人で発見されました。[関連：惑星海王星：軌道、月とリングについての事実]
超地球：科学者達は他の太陽系に多数の「超地球」（地球と海王星のサイズの間の惑星）を発見しました。私たちの太陽系には既知の超地球はありませんが、一部の科学者は、太陽系の外側の範囲に潜んでいる「プラネットナイン」があるのではないかと推測しています。科学者たちはこのカテゴリの惑星を研究して、超地球が小さな巨大惑星と大きな地球型惑星のどちらに似ているかを調べています。
形成と類似点
天文学者は、巨人が最初に地球の惑星に似た岩だらけの氷の惑星として形成されたと考えています。ただし、コアのサイズにより、これらの惑星（特に木星と土星）は、太陽が形成してガスの大部分を吹き飛ばす前に、太陽が凝縮していたガス雲から水素とヘリウムをつかむことができました。
天王星と海王星は小さく、軌道が大きいため、木星や土星と同じくらい効率的に水素とヘリウムを収集することは困難でした。これはおそらく、それらがこれら2つの惑星よりも小さい理由を説明しています。パーセンテージベースでは、メタンやアンモニアなどの元素が非常に小さいため、大気はメタンやアンモニアなどのより重い元素で「汚染」されています。
科学者は何千もの太陽系外惑星を発見しました。これらの多くはたまたま「ホットジュピター」、またはその親星に非常に近い巨大なガス巨人です。 （ケプラーの見積もりによると、ロッキーの世界は宇宙でより豊富です。）科学者は、大きな惑星が現在の構成に落ち着く前に軌道を前後に移動した可能性があると推測しています。しかし、彼らがどれだけ動いたかはまだ議論の的となっています。
巨大な惑星の周りには数十の月があります。多くは、それらの親惑星と同時に形成されました。これは、惑星が赤道に近い惑星と同じ方向に回転する場合に示唆されます（巨大な木星の衛星イオ、エウロパ、ガニメデ、カリストなど）。ただし、例外があります。
ネプチューンの1つの月、トリトンは、ネプチューンが回転する方向とは反対の方向に惑星を周回します。つまり、トリプトンが通過したときに、おそらくネプチューンのかつての大きな大気によって捕獲されたことを意味します。そして、太陽系には、惑星の赤道から遠く離れて回転する小さな月がたくさんあります。これは、それらが巨大な引力に引っかかっていることを意味します。
最新の研究
木星： NASAのジュノ宇宙船は2016年に惑星に到着し、すでにいくつかの発見をしています。土星の環よりもはるかに微妙なので、達成するのが難しい惑星の環を研究しました。ジュノは、木星のオーロラに影響を与える粒子が地球のものとは異なることを発見しました。また、高高度の雲から降る雪を見つけるなど、大気に関する洞察も明らかになりました。一方、ハッブル宇宙望遠鏡を使用する科学者たちは、木星の大赤斑について詳細な研究を行い、それが縮んで色が濃くなるのを観察しています。
土星： カッシーニ宇宙船は、2017年に土星で12年以上の観測を終えました。しかし、科学者が土星での長年の研究を分析しているため、カッシーニが行った科学はまだ非常に進んでいます。後半の月に、ミッションは土星の重力と磁場を調べ、以前とは異なる角度からリングを見て、意図的に大気に突入しました（大気の構造についてさらに明らかにする動き）。
天王星： 天王星の嵐は、プロの望遠鏡とアマチュア天文学者の両方が頻繁に狙う標的であり、天文学者はそれらが時間とともにどのように進化して変化するかを監視します。科学者はまた、そのリングの構造とその雰囲気が何からできているかについて学ぶことに興味があります。天王星には、いくつかのトロイの木馬小惑星（惑星と同じ軌道にある小惑星）が存在することもあります。最初は2013年に発見されました。
ネプチューン： ネプチューンの嵐も人気のある観測対象であり、2018年にはこれらの観測が再び実を結びました。ハッブル宇宙望遠鏡からの研究は、長年の嵐が現在縮小していることを示しました。研究者たちは、嵐が彼らのモデルが予想したものとは異なって散逸していることを指摘しました、それは海王星の大気の私たちの理解がまだ改良を必要とすることを示します。
太陽系外惑星： 多くの地上望遠鏡が太陽系外惑星を探しています。ケプラー、ハッブル宇宙望遠鏡、スピッツァー宇宙望遠鏡など、太陽系外惑星の研究を行うアクティブな宇宙ミッションもいくつかあります。新しいミッションの急増も計画されています：2018年のNASA通過系外惑星調査衛星（TESS）、2020年のNASAジェームズウェッブ宇宙望遠鏡、2026年の欧州宇宙機関のPLAnetary Transits and Oscillations of stars（PLATO）およびESAのAtmospheric Remote- 2028年の赤外線太陽系外惑星大規模調査ミッション（アリエル）の検知。
追加のリソース
- ロチェスター工科大学：ガスジャイアンツ
- NASA：木星と土星がガスジャイアントである場合、それらをまっすぐ飛べますか？
- アリゾナ大学天文学部：ガスジャイアント=木星惑星
