土星はガスの巨人であり、その印象的なリングシステムで有名です。しかし、この惑星にも太陽系で2番目に多くの衛星があり、木星に次ぐ2番目の衛星があることを知って驚かれることでしょうか？はい、土星には合計で少なくとも150個の衛星とムーンレットがありますが、軌道が確認されているのは62個だけで、正式な名前が付けられているのは53個だけです。
これらの月のほとんどは、その印象的なリングシステムの一部に過ぎない、小さな氷のような天体です。実際、名前が付けられた月の34個は直径10 km未満であり、別の14個は直径10〜50 kmです。ただし、その内側と外側の月のいくつかは、太陽系で最大かつ最も劇的なものの1つであり、直径250〜5000 kmと測定され、太陽系の最大の謎のいくつかを収容しています。
土星の衛星にはさまざまな環境があり、衛星を見るだけでミッション全体を過ごしたいと思うことは許されます。オレンジ色のかすんでいるタイタンから、エンケラドスから発せられる氷のようなプルームまで、土星のシステムを研究することで、考えることがたくさんあります。それだけでなく、月の発見は今後も続きます。 2014年4月の時点で、土星には62の既知の衛星があります（もちろん、その壮大なリングは除きます）。これらの世界の53が指定されています。
発見と命名：
望遠鏡写真が発明される前は、土星の8つの衛星が単純な望遠鏡で観測されていました。最初に発見されたのは、土星の最大の月であるタイタンで、1655年にクリスチャンホイヘンスが独自の設計の望遠鏡を使用して観測しました。 1671年から1684年の間に、ジョヴァンニドメニコカッシーニはテチス、ディオネ、レア、イアペトゥスの衛星を発見しました。これらをまとめて「サイダーロドイセア」（フランスのルイ14世にちなんで「ルイジアンスターズ」のラテン語）と名付けました。
1789年、ウィリアムハーシェルはミマスとエンケラドスを、父親と息子の天文学者であるW.CボンドとG.P.を発見しました。ボンドは1848年にハイペリオンを発見しました。これは、同じ年にウィリアムラッセルが独自に発見したものです。 19世紀の終わりまでに、長時間露光写真プレートの発明により、より多くの月の発見が可能になりました。その最初のフィービーは、WHによって1899年に観測されました。ピカリング。
1966年に、土星の10番目の衛星は、フランスの天文学者オードウィンドルフスによって発見されました。数年後、彼の観察が説明できるのは、別の衛星がヤヌスの軌道に似た軌道で存在していた場合にのみ説明できることがわかった。この11番目の月は後にエピメテウスと名付けられました。これは、ヤヌスと同じ軌道を共有し、太陽系で唯一知られている共軌道です。
1980年までに、さらに3つの月が発見され、後に ボイジャー プローブ。それらは、（ディオネを周回する）ヘレンのトロイの木馬（下記を参照）と（テチスを周回する）テレストとカリプソでした。
外惑星の研究は、無人宇宙探査機の使用によって革命を起こしました。これは、 ボイジャー 1980年から81年にかけて宇宙船からクロニアンシステムへと変化し、アトラス、プロメテウス、パンドラの3つの月が発見され、合計で17となりました。1990年までに、アーカイブ画像によってパンの存在も明らかになりました。
これに続いて カッシーニホイヘンス ミッションは2004年の夏に土星に到着しました。当初、 カッシーニ ミマスとエンケラドスの間のメトーネとパレーネを含む3つの小さな内部の月と、ジオーネの2番目のラグランジアンムーン–ポリデュースを発見しました。 2004年11月、 カッシーニ 科学者たちは、土星の輪の中でさらにいくつかの衛星が周回している必要があると発表しました。このデータから、ダフニスとアンテの複数の衛星と月が確認されました。
土星の衛星の研究は、20世紀の終わりまでに写真版に取って代わるデジタル電荷結合素子の導入によっても支援されてきました。このため、地上の望遠鏡は土星の周りにいくつかの新しい不規則な月を発見し始めました。 2000年に、3つの中型望遠鏡が、惑星からかなり離れた偏心軌道を持つ13の新月を発見しました。
2005年に、マウナケア天文台を使用する天文学者は、さらに12個の小さな外衛星の発見を発表しました。 2006年、マウナケアにある日本のすばる望遠鏡を使用する天文学者は、さらに9つの不規則な月の発見を報告しました。 2007年4月にTarqeq（S / 2007 S 1）が発表され、同年5月にS / 2007 S 2とS / 2007 S 3が報告されました。
土星の衛星の現代の名前は1847年にジョンハーシェル（ウィリアムハーシェルの息子）によって提案されました。他の惑星の命名法に合わせて、彼はローマの農業と収穫の神に関連する神話上の人物にちなんで名付けられたと提案しました–土星、ギリシャクロノスに相当します。特に、7つの既知の衛星は、タイタンズ、タイタネス、ジャイアンツ（クロナスの兄弟姉妹）にちなんで名付けられました。
1848年にラッセルは、土星の8番目の衛星を別のタイタンにちなんでハイペリオンと名付けることを提案しました。 20世紀にタイタンの名前がなくなったとき、月はグレコローマン神話のさまざまなキャラクターや他の神話の巨人にちなんで名付けられました。すべての不規則な月（フィービーを除く）は、イヌイットとガリアの神と北欧の氷の巨人にちなんで名付けられました。
土星の大きな月：
土星の衛星は、そのサイズ、軌道、土星への近さに基づいてグループ化されています。最も内側の月と通常の月はすべて、軌道の傾きと離心率が小さく、軌道が進んでいます。一方、最外部の不規則な月は数百万キロメートルの軌道半径を持ち、軌道周期は数年続き、逆行軌道で移動します。
Eリング（下記参照）内を周回する土星の内側の大きな月には、より大きな衛星のミマス、エンケラドス、テチス、およびディオネが含まれます。これらの月はすべて主に水氷で構成されており、岩のコアと氷のマントルと地殻に区別されていると考えられています。直径396km、質量0.4×1020 kg、Mimasはこれらの月の中で最小かつ最小の質量です。それは形が卵形で、軌道周期0.9日で185,539 kmの距離で土星を周回します。
一部の人々は、ミマをその表面のクレーターが機械のようなものであることから、「デススター」の月と冗談めかして呼んでいますスターウォーズ宇宙。 140 km（88マイル）のハーシェルクレーターは、月自体の直径の約3分の1であり、月の反対側に割れ目（チャスマタ）ができた可能性があります。実際、月の小さな表面にはクレーターがあり、太陽系で最も穴のあいたクレーターの1つになっています。
一方、エンケラドスの直径は504 km、質量は1.1×10です。20キロ 球形です。それは237,948 kmの距離で土星を周回し、単一の軌道を完了するのに1。4日かかります。小さい球形の衛星の1つですが、内因的に活動している唯一のクロニアンムーンであり、地質学的に活動している太陽系で最も小さい既知の天体の1つです。その結果、有名な「タイガーストライプ」のような特徴が生まれます。これは、月の南極緯度内にある一連の隆起したわずかに湾曲したほぼ平行な断層です。
南極圏でも大きな間欠泉が観測され、定期的に土星のEリングを補充する氷、ガス、塵のプルームを放出しています。これらのジェットは、エンケラドスが凍った地殻の下に液体の水を持っていることを示すいくつかの兆候の1つです。地熱プロセスは、コアの近くに暖かい海を維持するのに十分な熱を放出します。
月には少なくとも5種類の地形があり、1億年未満の「若い」地質表面です。エンケラドスは、幾何学的なアルベドが140％を超えていますが、これは主に水氷で構成されているため、太陽系で最も明るい既知の天体の1つです。
直径1066 kmのテティスは、土星の内衛星で2番目に大きく、太陽系で16番目に大きい月です。その表面の大部分は、ひどくクレーターと丘陵の地形と、小さくて滑らかな平野地域で構成されています。その最も顕著な特徴は、直径400 kmのオデュッセウスの大きな衝突クレーターと、オデュッセウスと同心で幅100 km、深さ3〜5 km、長さ2,000 kmの広大な峡谷システム、イサカチャスマです。
直径と質量が1,123 km、11×1020 kg、ディオネは土星の最大の内側の月です。ディオーネの表面の大部分は、直径250 kmまでのクレーターがあり、クレーターの多い古い地形です。しかしながら、月はまた、過去に全球的な構造活動があったことを示す谷とリニアメントの広範なネットワークで覆われています。
峡谷、亀裂、クレーターで覆われており、元々エンケラドスから来たEリングのほこりで覆われています。この塵の位置は、おそらく大きな衝撃のために、月が過去の元の配置から約180度回転したと天文学者に理論を導きました。
土星の大きな外衛星：
土星のEリングの外側を周回する大規模な外側の月は、組成が内側の月と似ています。つまり、主に水の氷と岩で構成されています。これらの中で、レアは2番目に大きい–直径1,527 km、23×1020 質量kg –そして太陽系の9番目に大きい月。軌道半径は527,108 kmで、大きな衛星の中で5番目に遠く、軌道の完成には4.5日かかります。
他のクロニアの衛星と同様に、レアはかなりクレーターのある表面を持ち、そのトレーリング半球にはいくつかの大きな割れ目があります。レアはまた、その反土星半球に2つの非常に大きな衝突盆地-ティラワクレーター（テチスのオデッセウスに似ている）と、まだ名前の付いていない、まだ名前のないクレーター-直径400 kmと500 kmをそれぞれ備えています。
レアには少なくとも2つの主要なセクションがあり、1つは40 km（25マイル）を超える明るいクレーター、もう1つは小さなクレーターのセクションです。これらの機能の違いは、レアの過去のある時点での大規模な表面再生イベントの証拠であると考えられています。
直径5150km、1,350×1020 質量がkgのタイタンは土星の最大の月であり、地球の周回軌道にある質量の96％以上を占めています。タイタンは、独自の大気を持つ唯一の大きな月でもあります。それは、寒くて密度が高く、主に窒素と少量のメタンで構成されています。科学者たちはまた、上層大気中の多環式芳香族炭化水素やメタン氷の結晶の存在にも注目しています。
持続的な大気のヘイズのために観察するのが難しいタイタンの表面は、ほんの少しの衝突クレーター、クリオボルケーノの証拠、そして明らかに潮汐風によって形作られた縦の砂丘フィールドを示します。タイタンはまた、地球の横にある太陽系の唯一の天体であり、その表面には液体の天体があり、タイタンの北極と南極の地域ではメタンエタン湖の形をしています。
タイタンはまた、これまでにプローブランドがあった唯一のクロニアンムーンであることでも知られています。これは、カッシーニ宇宙船によってかすんでいる世界に運ばれたホイヘンス着陸船でした。タイタンの「地球のようなプロセス」と厚い大気は、この世界を科学者に際立たせるものの1つです。これには、大気圏からのエタンとメタンの雨が表面に流れます。
軌道距離は1,221,870 kmで、土星から2番目に大きい大きな月で、16日ごとに1つの軌道を完成します。エウロパやガニメデと同様に、タイタンには、アンモニアと混合された水でできた地下海があり、月面に噴火して低温火山活動を引き起こす可能性があると考えられています。
ハイペリオンはタイタンのすぐ隣です。約270 kmの平均直径で、ミマスより小さくて軽いです。また、不規則な形をしており、構成がかなり変わっています。基本的に、月は卵形の黄褐色の体で、表面は非常に多孔質です（スポンジに似ています）。ハイペリオンの表面は多数の衝撃クレーターで覆われており、そのほとんどは直径2〜10 kmです。また、明確に定義された極や赤道がないため、非常に予測できない回転をします。
直径1,470 km、18×1020 質量が1kgのイアペトゥスは、土星の大きな衛星の3番目に大きい衛星です。そして、土星から3,560,820 kmの距離で、それは大きな月の中で最も遠く、単一の軌道を完了するのに79日かかります。珍しい色と構成のため–その前半球は暗くて黒いですが、その後ろ半球ははるかに明るいです–それはしばしば土星の月の「陰陽」と呼ばれます。
土星の不規則な月：
これらの大きな月を超えて、土星の不規則な月があります。これらの衛星は小さく、半径が大きく、傾斜しており、主に逆行軌道を持ち、土星の重力によって捕捉されたと考えられています。これらの月は、3つの基本的なグループ、イヌイットグループ、ガリックグループ、および北欧グループで構成されています。
イヌイットグループは5つの不規則な月で構成されており、イヌラク神話、イビラク神話、キビウク神話、パラリアク神話、シアルナク神話、タルケク神話にちなんで名付けられています。すべてが11.1〜1790万km、直径7〜40 kmの順行軌道を持っています。それらはすべて外観が似ており（色相が赤みがかっています）、軌道の傾きは45〜50°です。
ガリア語グループは、ガリア神話の登場人物、アルビオリックス、ベビオン、エリアス、タルボスにちなんで名付けられた4つの進行性の外側の月のグループです。ここでも、月の外観は似ており、軌道は1600万〜1900万kmです。それらの傾きは35°-40°の範囲にあり、それらの離心率は約0.53で、サイズは6〜32 kmの範囲です。
最後に、北欧神話にちなんで名付けられた29の逆行性外衛星からなる北欧グループがあります。これらの衛星のサイズは6〜18 km、距離は1200〜2400万km、傾斜は136°〜175°、偏心は0.13〜0.77です。このグループは、直径240 kmの大きな月が1つ存在するため、フィービーグループとも呼ばれます。 2番目に大きいYmirは、直径18 kmです。
内側と外側の大きな月の中には、アルキオニドグループに属するものもあります。これらの衛星、メソーネ、アンテ、パレーネは、ギリシャ神話のアルキオニデスにちなんで名付けられ、ミマスとエンケラドスの軌道の間に位置し、土星の周りの最小の衛星の1つです。より大きな衛星のいくつかは、トロイの木馬と呼ばれる独自の衛星さえ持っています。たとえば、テティスには2つのトロイの木馬、テレストとカリプソがあり、ディオネにはヘレンとポリデュースがあります。
月の形成：
土星のタイタンの月、その中型の月とリングは、木星のガリレオ衛星に近い方法で発達したと考えられています。要するに、これは、通常の月が惑星周囲の円盤、降着ガスのリング、および原始惑星系円盤に似た固体の破片から形成されたことを意味します。一方、外側の不規則な月は、土星の重力によって捕捉され、遠方の軌道に残った物体であると考えられています。
ただし、この理論にはいくつかのバリエーションがあります。別のシナリオでは、土星の周りの降着円盤から2つのタイタンサイズの月が形成されました。 2つ目は最終的に分割され、リングと内側の中型の月を生成します。別の例では、2つの大きな月が融合してタイタンを形成し、衝突によって氷の破片が散乱し、中型の月を形成しました。
しかし、月がどのように形成されるかについてのメカニズムは、当面は謎のままです。これらの月の大気、組成、および表面を研究するために追加のミッションがマウントされているので、それらが本当にどこから来たのかを理解し始めるかもしれません。
木星や他のすべての巨大ガスと同様に、土星の衛星システムは印象的であるので広範です。かつては軌道を回っていた巨大なデブリフィールドから形成されたと考えられているより大きな衛星に加えて、数十億年の間に重力場によって捕捉された無数の小さな衛星も持っています。環状巨星を周回する軌道上に、さらにいくつ残っているかを想像するしかありません。
スペースマガジンには、土星とその月に関する素晴らしい記事がたくさんあります。たとえば、土星にはいくつの月がありますか？そして土星は新月を作っていますか？
土星の60番目の月の発見に関する記事と、土星の月が新しいリングを作成する方法についての別の記事を次に示します。
土星の衛星に関する詳細情報が必要ですか？ NASAの太陽系探査サイトから、土星の衛星に関するNASAのカッシーニ情報などをチェックしてください。
土星についての天文学キャストの2つのエピソードを記録しました。 1つ目はエピソード59：土星、2つ目はエピソード61：土星の衛星です。
出典：
- NASA-カッシーニミッション–土星の衛星
- 土星の衛星（欧州宇宙機関）
- カッシーニソルスティスミッション（NASA）
- カッシーニ・ホイヘンス（欧州宇宙機関）
- Cassini Imaging Central Laboratory for Operations（CICLOPS）
