天王星はなぜ横倒しなのか、海王星はなぜ青いのか

天王星は、自転の軸が約98度もかたむき、横倒しのまま太陽のまわりを回っています。また、海王星は濃い青、天王星は薄い水色という写真がよく知られていますが、2024年の研究では、2つの本当の色は思われていたよりずっと近いとされました。

01 わかっていること天王星の横倒しと海王星の青さ、何がわかっている？

天王星の自転の軸は97.77度かたむき、ほぼ横倒しです。天王星と海王星が青っぽいのは、大気のメタンが赤い光を吸収するためです。2つの本当の色はよく似ていることも、2024年に示されました。

地球の自転の軸は23.44度かたむいていますが、天王星は97.77度です[6][7]。そのため、北極や南極が太陽のほうを向いたまま長い時間がたちます。NASAによると、極では21年続く暗い冬があります[5]。

天王星も海王星も、大気にメタンというガスをふくみます。メタンは赤い光を吸収するので、雲で反射して戻ってくる光は青や緑っぽく見えます[5][8]。

天王星にはボイジャー2号が1986年に、海王星には1989年に近づき、写真を撮りました[5][8]。ボイジャーの今についてはボイジャーの記事で、太陽系の惑星の数え方は冥王星の記事で説明しています。

02 どうやってわかったのか横倒しの理由や本当の色は、どうやって調べたの？

横倒しの理由は、コンピューターで衝突や衛星の動きを再現して調べています。本当の色は、ハッブル宇宙望遠鏡などの観測で、ボイジャーの写真の色合いを正しく直して求めました。

03 数字と例えでいうと天王星と海王星はどれくらい遠くて大きいの？

天王星は太陽から地球の約19倍、海王星は約30倍遠くにあります。届く太陽の光は、地球に比べて天王星で約370分の1、海王星で約910分の1です。

何倍かは、NASAの表の値を地球の値（半径6371km、1年365.256日、距離約1億4960万km）で割って求めました[7]。光の強さは距離の2乗に反比例するので、19.2の2乗で約370、30.2の2乗で約910です。

04 まだわかっていないこと天王星と海王星で、まだ謎なのは何？

天王星が横倒しになった本当の理由は決着していません。衝突だとしても、ぶつかった天体の大きさや回数は決まっていません。海王星の黒い斑点がどうしてできるのかも、はっきりしていません。

• 衝突か、衛星か大きな天体の衝突説[1]と、昔の大きな衛星が少しずつ傾けた説[2]があり、どちらも計算で「ありうる」と示された段階です。衛星説の著者らも、天王星にそんな大きな衛星があったかは、まだ確かめる必要があるとしています[2]。
• ぶつかった天体の大きさNASAは「地球くらいの天体との衝突かもしれない」と説明しています[5]。一方、Kegerreisらの計算では地球の2倍以上の重さの天体を調べていて[1]、ぶつかった天体の大きさや回数は決まっていません。
• 海王星の黒い斑点の正体ボイジャー2号やハッブル宇宙望遠鏡が見た海王星の黒い斑点は、深いところのもやの層が暗くなったか、あるいは晴れたためと説明できるとされましたが、どちらなのかは決まっていません[3]。

05関連する記事

06よくある質問

天王星はなぜ横に倒れているの？

まだ決着していません。できたばかりの天王星に大きな天体がぶつかったという説が有力ですが、昔あった大きな衛星が少しずつ軸を傾けたという説もあります。どちらも計算で「ありうる」と示された段階です。

海王星はなぜ青いの？

大気にふくまれるメタンというガスが赤い光を吸収し、残った青っぽい光が反射して見えるからです。天王星も同じ理由で青緑っぽく見えます。

天王星と海王星の本当の色は違うの？

2024年のIrwinらの研究では、天王星は海王星より少し青みが少ないものの、その差は一般に思われていたよりずっと小さいとされました。よく知られた濃い青の海王星の写真は、模様を見やすくするために色が強められていたと、NASAも説明しています。

天王星の季節はどうなっているの？

天王星は軸がほぼ横倒しで、太陽のまわりを約84年で1周します。そのため、極では太陽の光が当たらない冬が21年も続きます。

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