国立天文台ら,土星リングの明るさの変化を解明

国立天文台と米カリフォルニア大学の研究チームは,すばる望遠鏡が撮影した土星の赤外線画像を使って,リングの明るさや温度を細かく測定することに成功した(ニュースリリース)。

土星のリングの主要部は,内側から順に「Cリング」「Bリング」「Aリング」と呼ばれる「濃さ」の異なる部分でできており,「Bリング」と「Aリング」との間には「カッシーニのすき間」がある。2008年の中間赤外線画像では,「カッシーニのすき間」と「Cリング」が明るく,一方で「Bリング」と「Aリング」は暗く見えている。

しかしこれは,可視光での見え方と正反対となる。可視光では常に「Bリング」と「Aリング」が明るく,逆に「Cリング」と「カッシーニのすき間」は暗く見える。

中間赤外線では粒子が発する「熱放射」を観測するが,高温の粒子ほど熱放射が強くなる。中間赤外線画像から各リングの温度を測定したところ,「Cリング」と「カッシーニのすき間」が,「Bリング」と「Aリング」に比べて高温であることがわかった。「Cリング」と「カッシーニのすき間」は粒子の密集度が低いので,太陽光が良く差し込む。

また,これらのリングを構成する粒子は黒っぽいことも知られている。これらの理由から,「Cリング」と「カッシーニのすき間」は,「Bリング」と「Aリング」 に比べて温まりやすいために,粒子の密集度が低いにもかかわらず中間赤外線で明るく見えたとしている。

一方で可視光では,リング粒子で反射された太陽光を見ている。粒子が多い「Bリング」と「Aリング」は常に明るく,スカスカな「Cリング」と「カッシーニのすき間」はいつも暗く見える。中間赤外線と可視光とでは,光の出かたが違うため,リングの明るさが反転して見える。

ただし2005年4月に撮影された中間赤外線データも確認した結果,この時には,可視光での見え方と同じく「Cリング」と「カッシーニのすき間」が,「Bリング」と「Aリング」よりも暗く観測されていた。

土星の自転軸は公転面と大きく傾いており,太陽に対するリングの開き具合は約15年周期で大きく変化する。地球での季節変化と同じく,太陽光の差し込み方が変わることで粒子の温度が変わる。また,地球からリングを見通した時の粒子の密集度も,リングの開き具合に応じて変わる。リング粒子の温度や見かけの密集度が変わることで,中間赤外線でのリングの輝き方が変化し,結果として明るさが逆転することもあるとしている。

今回すばる望遠鏡は,可視光では常に暗い「カッシーニのすき間」や「Cリング」が,中間赤外線では明るくなることがあるという現象を明らかにした。今後は探査機と地上望遠鏡のそれぞれの特長を活かしてデータを蓄積し,リングの性質をさらに詳しく調べていく。

キーワード:

関連記事

  • 核融合・光電融合・量子・宇宙、次世代成長市場の技術が集結 Photonics Innovation 2026開催

    次世代エネルギーとして期待される核融合、AIインフラの進化を支える光電融合、実用化に向けた開発が進む量子コンピューター、そして民間企業の参入が相次ぐ宇宙ビジネス。いずれも将来の成長市場として投資家の関心を集める分野であり…

    2026.10.28
  • カバーガラスブランドStarveil™の新製品「BDX-3」

    日本電気硝子、宇宙用超薄板カバーガラス「BDX-3」を開発 波長300nmの透過率を0.1%に減

    日本電気硝子は、宇宙用超薄板カバーガラス「Starveil(スターベイル)」の新製品「BDX-3」を開発し、有償サンプルの販売を開始した(ニュースリリース)。放射線による着色を抑えるとともに、従来品「BDX-2」と比較し…

    2026.10.23
  • ノーベル賞2026を光技術と材料から振り返る 光遺伝学、IceCube、分子の「右と左」

    2026年のノーベル賞は、生理学・医学賞、物理学賞、化学賞の自然科学3賞が出そろった。研究対象は脳、宇宙、化学反応とそれぞれ異なるものだったが、光技術という側面から眺めると興味深い共通点が見えてくる。光は、生命現象を操作…

    2026.10.07
  • 島津製作所、JAXA基金で量子スピン磁力計の開発に参画

    島津製作所は、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の宇宙戦略基金事業に採択された研究開発拠点「宇宙転用・新産業シーズ創出拠点“SX-CRANE”」に、代表機関である東京科学大の連携機関として参画する(ニュースリリース)。 S…

    2026.07.22
  • Orbital Lasers、宇宙用レーザー技術を活用した衛星LiDAR事業を紹介【光・レーザー関西2026】

    特別企画「航空・宇宙×光」ゾーンに出展しているOrbital Lasersは、宇宙用レーザー技術を活用したスペースデブリ(宇宙ごみ)除去と、衛星LiDARによる地球観測の取り組みを紹介している。 同社の技術開発は、スカパ…

    2026.07.16

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア