太陽系の衛星　（第３回）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　上原　貞治

　

４．土星の衛星　−−　もっともバラエティに富んでいる

土星の衛星系は、太陽系でもっとも複雑で豊富な内容を持っているといわれている。大きな衛星の数が多いこと、環と衛星や衛星同士の干渉が見られることなどがその理由として挙げられるであろう。

　

　さて、土星の衛星を内側から順に見ていこう。　　　　　　　　　　　　　　　　

　もっとも内側の２つの衛星、パンとダフニスは、土星の輪の中にある。A環というのは、土星の輪のうち、比較的小さな望遠鏡でも見えるいちばん外側の部分（カッシニ空隙の外側）であるが、そこにはさらに「エンケの空隙」と「キーラーの空隙」という２つの隙間があり、これらの衛星はそれらの位置に対応しているので、衛星がA環の中の空隙を作っていると考えられる。一方、カッシニ空隙に対応する大きな衛星は存在しないようである。

　　　

　次のアトラスとプロメテウス、それからパンドラは、ごく細い環であるF環をはさんでいる衛星で、F環の形に影響をあたえていると考えられている。さらに、2004年にカッシニ探査機によって、F環とほぼ同じ位置に３つの衛星が発見された（S/2004 S3,4,6)。

　その外側のエピメテウスとヤヌスは比較的大きな衛星であるが、ほぼ同じ軌道を回っている双子衛星である。お互いの軌道に影響を及ぼしあっており、ときどき軌道を入れ替えたりして２つの衛星で軌道の安定を保っているそうである。

　

　次のミマスからイアペトゥスまでが古くから知られている土星の「主系列」とも呼ぶべき衛星で、ここに比較的小さな望遠鏡でも見られる６つの大きな衛星（エンケラドゥス、テティス、ディオーネ、レア、ティタン、イアペトゥス）が集まっている。木星との類推で予想されるように、ミマスからティタンまでの衛星は軌道半径の差を少しずつ大きくしながら整然と並んでいる。また、テレストとディオーネは、同じ期道にそれぞれ２つの小衛星をともなっている。これらは軌道上の位置が60度違う「ラグランジュ点」と呼ばれる重力の均衡点（つまり土星と大衛星と小衛星がつねに正三角形をなす）に存在している。

　

　イアペトゥスはティタンよりかなり外側を回っており、軌道傾斜がやや大きくなっている。土星の衛星系の内側のグループと外側のグループの境目にある孤高の衛星といえるだろう。この衛星が口径８cmの望遠鏡でも見える大衛星であることは面白い。

　

　次のキヴィウクより外側は、土星からかなり離れていて、公転の向きが順行になっているものと逆行になっているものが混在している。衛星はだらだらと外の方まで存在しているが、だんだんと逆行のものが支配的になり、S/2006 S6より外側には逆行のものしか見つかっていない。このへんの様子は木星の衛星系に似ている。逆行衛星には半径10km以下の小さいものしか見つかっていないが、これには１つだけ例外があり、それがフェーベという半径が100km以上ある衛星で、すでに19世紀に発見されていることは土星の衛星の層の厚さを物語っている。

　

　以上、土星の衛星系は、基本的には木星の衛星系と似ているが、それよりはるかに複雑な内容を含んでいるので、衛星系の生成例の事典として使えるような豊富な内容を含んでいるといえる。　環との干渉、衛星同士の干渉、層の厚い主系列の衛星、個性のある衛星、順行衛星と逆行衛星の混在などが、土星の衛星の豊富な内容の特徴である。

　

下に、土星の衛星の表を掲げる。データは、天文年鑑2007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。