惑星の環は興味深い現象です。 この2つの単語を聞いただけで、土星を思い浮かべがちですが、土星は大きくカラフルなリングのシステムで、円盤を形成しています。 しかし、実は太陽系の他のいくつかの惑星にも環があるのです。

過去数十年にわたる探査機の太陽系外への派遣により、木星、土星、天王星、海王星といったガス惑星はすべて環系を持つことが分かってきました。 しかも、それだけではない。

木星の環：

木星の環が発見されたのは、1979年、探査機ボイジャー1号が木星を通過したときのことでした。 また、1990年代にはガリレオ周回機によって徹底的に調査されました。 主に塵で構成されているため、環系は暗く、最も強力な望遠鏡か、軌道上の探査機によってのみ観測することができる。

リングシステムには、「ハローリング」と呼ばれる厚い内側のトーラス粒子、比較的明るいが非常に薄い「メインリング」、広く厚くて暗い2つの外側「ゴッサムリング」の4つの主要構成要素があります。 これらの外側のリングは、月「アマルテア」と「テーベ」の物質で構成されており、これらの月にちなんで「アマルテアリング」「テーベリング」と名付けられた。

メインリングとハローリングは、月「メティス」「アドラスティア」やその他の観察されていない母天体から高速衝突の結果放出された塵からなる。 科学者たちは、ヒマラヤの月の軌道の周りにさえリングが存在する可能性があると考えており、それは別の小さな月がそこに衝突し、表面から物質が放出されたときにできたかもしれない。

土星のリング：

一方、土星のリングは何世紀も前から知られていた。 1610年にガリレオ・ガリレイが土星の輪を初めて観測しましたが、彼はその正体を見分けるほど強力な望遠鏡を持っていませんでした。 その後、19世紀後半までの分光学的な研究により、土星の輪は小さな輪が集まってできており、そのひとつひとつが土星の周りを回る小さな粒子でできていることが確認されたのです。 これらの粒子は、惑星を周回する塊を形成するマイクロメートルからメートルまでの大きさで、ほとんどすべてが塵や化学物質に汚染された水の氷で構成されている。

土星には2分割された12の環がある。 太陽系の惑星の中で、最も広大な環のシステムを持っています。 環には、粒子密度が急激に低下する隙間が多数存在する。 これは土星の衛星がリングの中に組み込まれているためで、不安定な軌道共振が起きている。

天王星の輪:

天王星の輪は比較的若く、6億年以上経っていないと考えられている。 このリングは、かつて天王星のまわりにあったいくつかの月が衝突して分裂したものだと考えられています。 衝突後、月はおそらく多数の粒子に分裂し、最大安定度の厳密に限定された領域でのみ、狭く光学的に密な環として生き残った。 それらはすべて非常に微弱で、大部分は不透明で幅は数キロメートルしかない。 環系は、ほとんどが直径0.2～20mの大きな天体から構成されています。

海王星の環：

海王星の環は1989年にボイジャー2号宇宙探査機がフライバイして初めて発見されました。 6つのリングが観測されましたが、それらはかすかで弱々しいと表現するのが最も適切でしょう。 環は非常に暗く、天王星の環に見られるような、放射線によって処理された有機化合物で構成されていると思われる。

その他の天体：

2008年に、土星の衛星レアの周りの磁気効果は、レア自身が環系を持っていることを示すかもしれないと示唆された。

探査機ニューホライズンズがこの星系を訪れる何年も前に、天文学者は冥王星にも環系があるのではないかと推測していました。 しかし、2015年7月にこの星系を歴史的なフライバイを行った後、ニュー・ホライズンズ探査機はリングシステムの証拠を見つけられませんでした。 矮小惑星には最大の衛星（カロン）以外に多くの衛星がありましたが、惑星の周囲にある破片は、理論的に考えられていたような環に合体していませんでした」

小惑星カリオンは、土星と天王星の間の太陽の周りを回る小惑星で、その周りを回る2つの環も持っている。 これらはおそらく、衝突によってその周囲の軌道に破片の連なりができたためと思われます。 このリングの発表は2014年の3月26日に行われ、2013年6月3日の恒星掩蔽の際に行われた観測に基づいています

これに続いて、2015年に行われた知見は、2006年のケンタウルスのもう一つの主要なケンタウルスであるカイロンが自身のリングを持っているかもしれないということを示しています。

つまり、太陽系の4つの惑星は複雑なリングシステムを持ち、小惑星チャリクロも、そしておそらく他の多くの小天体もリングシステムを持っているのです。

ユニバース・トゥデイでは、これまでにも環を持つ惑星についての記事をたくさん書いてきました。 土星の環の組成についての記事と、環のある惑星についての記事です。

惑星についてもっと知りたい方は、NASAの太陽系探査のページと、NASAの太陽系シミュレーターへのリンクをご覧ください。 第49話からご覧ください。 水星…