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土星の環の消失†

土星はたいへん見ごたえのある環を持つ惑星です。
- この環は一枚の板ではなく、たくさんの氷の粒が高速で土星の周りを公転しているものです。この粒が太陽の光を反射することで明るく輝いて見えます。
- この環がほとんど見えなくなる現象を土星の環の消失と呼んでいます。
環が見えなくなる条件
- 土星が地球に対して横を向くとき (写真 1995年08月)
  - 土星の環はたいへん薄いので、横向きになるとほとんど見えなくなります。
  - 合の近辺で起こるときは1回だけですが、衝の近辺で起こるときは逆行のために最大3回横向きになるチャンスがあります。
- 土星が太陽に対して横を向くとき (写真 1995年11月)
  - 土星の環に光が当たらなくなるため、ほとんど見えなくなります。
  - 土星から見て赤道＝緯度0°*1の方向に太陽が来るとき～土星にとっての春秋分ですので、約29.5年の公転周期の間に2回、およそ15年に1回チャンスがあります。
  - 土星から見れば地球も太陽もほぼ同じ方向に見えますから、土星が地球に対して横を向くのも同じころです。
- 地球と太陽が土星の環に対して北と南に分かれるとき
  - 地球から見えるのは、太陽光に照らされていない側となりますので、環はほとんど見えなくなります。
環が見えなくなると、
- 環に隠れていた衛星を見つけやすくなります。
- 環の横から光が当たることで、縦方向の構造が際立つようになります。
- 2009年には、NASAの探査機Cassiniが、衛星の周囲で環が波立つ様子をとらえています (アストロアーツ )。
具体的には、
- 日時は中央標準時です。N→Sは北から南へ、S→Nは南から北へと、土星の赤道を横切るタイミングを表わします。

年	地球	太陽
1966年	1966/04/03 00^h N→S	1966/06/16 20^h N→S
	1966/10/28 21^h S→N
	1966/12/18 19^h N→S
1979-1980年	1979/10/27 17^h S→N	1980/03/04 02^h S→N
	1980/03/12 20^h N→S
	1980/07/23 18^h S→N
1995-1996年	1995/05/22 16^h N→S	1995/11/20 01^h N→S
	1995/08/11 07^h S→N
	1996/02/12 10^h N→S
2009年	2009/09/04 24^h S→N	2009/08/11 12^h S→N
2025年	2025/03/24 04^h N→S	2025/05/07 01^h N→S
2038-2039年	2038/10/16 03^h S→N	2039/01/23 06^h S→N
	2039/04/02 05^h N→S
	2039/07/10 03^h S→N

環の発見と消失†

1610年ガリレオの「発見」†

1610年7月25日、最初に環を目にしたのはイタリアの科学者ガリレオ・ガリレイでした。
- 土星自体は古くから知られた天体ですが、環の観測には望遠鏡が必要となります。
- 2009年は、ガリレオが望遠鏡を天空に向け、宇宙への扉を開き始めた1609年から400年目にあたり、世界天文年とされました。
ただし、ガリレオはこれを環だとは思わず、土星は1つではなく、3つの星がoOoのように並んでいると報告しました。
- ガリレオはこれを、トスカーナ大公国首相のVintaには平文で、大使として神聖ローマ帝国ルドルフ皇帝のもとにいたMediciにはアナグラム形式で伝えていました。後者がケプラーの手に渡り、誤った形で紹介されるハプニングもあったそうです。
```
Smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras ⇒
Altissimum planetam tergeminum observavi
もっとも遠くの惑星は3体であることを発見した。 
```
- オリーブのように横長な1つの天体に見えるという主張に対しては、望遠鏡の性能が悪いからだと反論もしています。
しかし、その後も観測を続けたガリレオは、ますます奇妙な姿を目撃し、大いに悩むことになります。
- 1612年末ごろには真ん中の星しか見えなくなりました。これは1612-1613年に環が消失したためでしょう。
- 1616年には土星の両側に取っ手がついたようになり、耳のように見えたと述べています。
- 1626年は環の消失時期と土星が合で見えない時期が近く、観望チャンスが少なかった、というのも不運でした。
結局、こうした変化を説明することはできませんでしたが、スケッチを見れば、ガリレオが環の特徴をよくとらえていたことはわかります。

年	地球	太陽	合
1612-1613年	1613/02/17 22^h N→S	1612/12/30 22^h N→S	1613/03/11
1626年	1626/09/04 19^h S→N	1626/08/26 19^h S→N	1626/09/12

1656年ホイヘンスの「環」†

ガリレオの報告から数えて3度目＝土星の公転1周にあたる1642年の消失期は好条件で、観測数が飛躍的に伸びました。同時に、奇妙な見え方を説明しようという動きも活発化していったようです。
そして迎えた1655-1656年の消失で、オランダのクリスティアーン・ホイヘンスが「環」という概念にたどり着きました。
- ホイヘンスは、1656年にアナグラム形式で予告をしたのち、1659年の『Systema Saturnium』にて、土星が「黄道に対して傾きを持ち、どこにもくっついていない、薄くて平らな環に囲まれている」ためにそう見える、ということを示しました (Internet Archive )。
```
aaaaaaacccccdeeeeeghiiiiiiillllmmnnnnnnnnnooooppqrrstttttuuuuu ⇒
Annulo cingitur, tenui, plano, nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato.
黄道に対して傾きを持ち、どこにもくっついていない、薄くて平らな環に囲まれている
```
- 望遠鏡の性能向上も要因の一つでしょう。ただし、ホイヘンスが1655年3月の観測に用いた望遠鏡は改良前のもので、雑なスケッチが残る程度です。ホイヘンスの望遠鏡が特別優れていたから環に気づけた、という訳では必ずしもないようです。
環の厚さや黄道に対する傾きなど、その後も論争は続きます。
- しかし、以降の消失をきちんと予測できたことで、環による説明は定着していきました。
- ホイヘンスは衛星タイタンも発見しており、2005年にタイタンに着陸したプローブの名前にもなっています。また、光の波動説、振り子時計の制作などでも業績を残しました。

年	地球	太陽	合
1642年	1642/03/29 24^h N→S	1642/06/16 02^h N→S	1642/03/06
	1642/10/20 12^h S→N
	1642/12/16 20^h N→S
1655-1656年	1655/10/20 11^h S→N	1656/02/20 24^h S→N	1655/09/06
	1656/03/10 23^h N→S
	1656/07/16 15^h S→N
1671-1672年	1671/05/28 23^h N→S	1671/12/05 23^h N→S	1672/03/12
	1671/07/24 02^h S→N
	1672/02/12 17^h N→S

暦Wiki

土星の環の消失†

環の発見と消失†

1610年 ガリレオの「発見」†

1656年 ホイヘンスの「環」†

関連ページ†

1610年ガリレオの「発見」†

1656年ホイヘンスの「環」†