最終更新日: 2025 年 10 月 9 日

海王星の反乱衛星トリトン: 重力の捕獲

発見と軌道の特徴

トリトンが発見されたのは、1846年イギリスの天文学者によるウィリアム・ラッセル(1799-1880)、海王星の発見からわずか 17 日後。これは地球上で最大の衛星であり、平均半径は \(R = 1,353\ \mathrm{km}\)、平均密度は \(\rho \about 2.06\ \mathrm{g.cm^{-3}}\) であり、氷とケイ酸塩の混合物であることを示しています。トリトンは平均距離 \(a = 354,800\ \mathrm{km}\) で海王星を周回していますが、大きな特徴があります。その動きは次のとおりです。逆行性、つまり、惑星の回転に反対します。

起源: トリトンはカイパーベルトから捕獲されたであろう

トリトンの逆行運動は、その軌道傾斜角 (157°) と高密度と組み合わせると、トリトンが海王星の周りで生まれたのではなく、捕獲されたカイパーベルト天体。動的シミュレーションによると、海王星の原始衛星との三体相互作用や衝突により、トリトンが重力に閉じ込められるほど遅くなった可能性があることが示されている。この捕獲シナリオは、海王星の元の衛星システムを大きく混乱させ、海王星の放出または破壊につながる可能性がありました。

氷火山表面と地質活動

ホバリング時ボイジャー2号1989 年に、トリトンの表面は驚くほど若く、衝突クレーターがほとんどないことが判明しました。そこで観察します窒素氷原縞模様の亀裂、明るい極冠、円形の構造があり、活発な氷火山活動。高さ 8 km のいくつかのプルームが写真に撮られ、太陽によって加熱された表層からの加圧窒素ガスの噴出を証明しました。

雰囲気と化学組成

トリトンには、主に窒素 (\(N_2\)) と微量のメタン (\(CH_4\)) および一酸化炭素 (\(CO\)) からなる薄い大気があります。その接地圧は約 \(1.4\ \mathrm{Pa}\)、つまり地球の 70,000 分の 1 です。平均温度は \(38\ \mathrm{K}\) (-235 °C) に近く、太陽系で最も冷たい天体の 1 つです。最近の観察では、この大気は極地窒素の霜の昇華と凝縮に関連した季節変動を受けることが示唆されています。

内部構造と海洋ポテンシャル

静水圧平衡モデルは、Triton が微分されていることを示しています。ロックコアに囲まれた密な水氷のマントル。放射性崩壊による残留熱と古代の潮汐力によって、内海部分的に液体であり、おそらく不凍液として作用するアンモニア (\(NH_3\)) を含んでいる。この海が残れば、プレバイオティクス化学にとって潜在的に好ましい環境となるだろう。

他の氷衛星との比較

太陽系の大きな衛星の比較（直径の小さい順に分類）
月	惑星	直径 (km)	密度 (g/cm3)	平均気温（℃）	雰囲気	身体的特徴
ガニメデ	木星	5268	1.94	-163	酸素（微量）	太陽系最大の衛星、内部磁場
タイタン	土星	5150	1.88	-179	窒素、メタン	地球よりも高い大気密度、炭化水素湖
カリスト	木星	4820	1.83	-139	酸素（微量）	非常にクレーターのある表面、あまり分化していない内部構造
イオ	木星	3643	3.53	-143	硫黄と二酸化硫黄	活発な火山活動、内部は重力潮流によって加熱される
ヨーロッパ	木星	3122	3.01	-160	酸素（微量）	全球の地下海洋、砕けた氷の滑らかな表面
トリトン	ネプチューン	2707	2.06	-235	窒素、メタン（希薄）	逆行回転、活発な氷火山活動、若くて氷の表面
ティタニア	天王星	1578年	1.71	-203	—	地殻分裂、過去の内部温暖化の兆候
オベロン	天王星	1523	1.63	-203	—	暗い、クレーターのある表面、氷と岩の混合組成
カロン	冥王星	1212	1.70	-220	窒素（微量）	同期回転、溝、古代の氷火山活動
エンケラドゥス	土星	504	1.61	-201	水蒸気（羽毛）	極氷火山噴流、塩分を含んだ内海、地熱活動

出典:NASA/JPL – ボイジャー 2 号ミッション、ESA – 科学データ。

科学的な視点と未来の探求

トリトンは惑星探査の主要なターゲットです。その若い表面、極氷火山活動、捕獲された物体としての性質により、トリトンは太陽系外縁の地質学的プロセスを理解するためのユニークな実験室となっています。使命トライデントNASAに提案された計画では、大気や地形を特徴づけ、内部海洋の存在を評価するために、2038年頃の詳細な飛行を想定している。