太陽系の衛星　（第２回）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　上原　貞治

　

３．木星の衛星　−−　非常にたくさんあるが種別は意外と少ない

　木星の衛星といえば、４つのガリレオ衛星が有名である。これらは、衛星としては非常に大きいもので、外側の２つ、ガニメデとカリストは水星クラス、内側のイオとエウロパは月クラスの大きさである。それ以外の衛星はいずれも小さい。1970年までに知られていた木星の衛星は１２個であったが、現在では６０個以上が知られている。

　こんなに多くの衛星があれば、様々の軌道の衛星が入り乱れていると予想されるかもしれないが、実はそうではない。

　下の表を参照して、衛星を１つ１つ内側から見ていくとそれがお分かりいただけるだろう。いちばん内側のメティスとアドラステアは、ほとんど同じ軌道を持っている。そして、少し間を開けてアマルテアとテーベがあり、それからほどよい間隔で４個のガリレオ衛星がある。アマルテアは大きさに相当の開きがあるもののガリレオ衛星の次に大きい木星の衛星で、その軌道半径を考慮すればガリレオ衛星と併せて木星の主要な５大衛星と言えないこともない。ここまでの衛星は、木星の赤道面を整然と公転している印象である。

　ガリレオ衛星の外側には相当の間をあけてテミストがあり、また少し間をあけるとそこにレーダからエララまでの４つの衛星が集中している。これらの中で、ヒマリアは比較的大きい衛星である。ヒマリアは木星から1146万kmも離れている。これは、地球から月までの距離の30倍に相当する。双眼鏡で木星を見ると、ガリレオ衛星がはっきりと分離して見える。もっとも外側のカリストは、角度で10' 近く離れることになり、これは木星の光が邪魔しなかったならば肉眼で楽々分離できる視距離であるが、なんとヒマリアはカリストの６倍以上離れたところを公転しているのである。

　その外側にやや特異な衛星と言えるカルポが４３度という中途半端な軌道傾斜角で公転している。そして、その外側にある衛星は、すべて似たような軌道傾斜角を持つ逆行衛星である。逆行というのは木星の公転方向と逆方向に公転しているのである。こういう衛星は異常軌道の衛星といわれるが、数だけからいうと木星の衛星は異常軌道の衛星の方が多い。その軌道半径は1900kmから2500kmに間に集中しており、ちょうど、火星と木星の軌道にあいだにある小惑星帯のようにパラパラと多くの星くずが漂っているような感じがする。事実、これらの逆行衛星は、小惑星が木星の重力圏に捕らえられたものではないかと考えられている。ただ、小惑星が木星の重力圏をただ通過するだけでは衛星にはならないので、なんらかの力学的メカニズムが必要である。また、これらの衛星は木星から離れているが、木星の重力は強いので、月や火星の衛星よりも、ずっと強く母惑星に捕らえられている（脱出に必要な余分の速度vbが大きい）。最も外側のS/2003 J2は、逆行衛星の中でも特に軌道半径が大きい。地球から観測すると木星から２度以上離れて見えることもあることになる。この衛星は、木星を公転するのに２年８カ月あまりかかり、平均距離の場所から木星を見ても、地球から見る月の半分の大きさにしか見えない。

　結局は、木星の衛星はその軌道の特徴から、カリスト以内の衛星、テミストとヒマリアの一団、特異なカルポ、そして外側の逆行衛星群のわずか４グループに分類されることになると思う。

　

下に、木星の衛星の表を掲げる。データは、天文年鑑2006からとった。

　

　

　

*母惑星の公転軌道面に対する傾斜角。*の無いものは母惑星の赤道面に対する傾斜角

　vbについては連載第１回を参照。