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科学のお話

2018年3月4日(日)

木星はなぜ大きい

 まず,原始惑星系円盤の中心部分に集まったガスから太陽ができています(下図①)。周りの円盤では,チリなどがお互いの重力で引き合い,大きさが10kmほどの微惑星ができます(下図②)。さらにできた微惑星は衝突・合体し現在の惑星の元となる原始惑星が作られます(下図③)。このとき,火星辺りまでは,円盤中の水が太陽エネルギーにより水蒸気となり,火星より外側では円盤中の水は氷となっています。この境界をスノーラインと呼びます(太陽からおよそ2.7天文単位。1天文単位はおよそ1.5億kmです)。惑星ができるためには,チリなどが固まる必要があります。したがって,地球型惑星が作られる円盤の成分は岩石や金属が主なものになります。スノーラインの外側では,水が固まった氷があるため,氷が含まれる惑星となりました。また,円盤中のガスの量は外側へ行けば行くほど増えます。したがって,氷となった水とあわせて,どんどん大きくなります。その結果,大きな木星や土星が作られたのです。しかし,天王星型惑星にはガスがあまりなく主に氷です。木星や土星で多くのガスが使われたりしたためと考えられます。つまり,天王星型惑星は木星型惑星の後にできあがったと考えられるのです(下図④)。

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