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衛星トリトン捕獲のシナリオ

海王星の衛星トリトンは他の衛星とは異なり、反対向きに海王星の周りを回っています。
トリトンは元々は太陽を回る惑星だったものが海王星に捉えられて衛星になったと考えられています。逆に回っていることがその成り立ちを示しているのだといわれています。

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衛星が作られる3つの過程

雑誌「日経サイエンス」の2014年5月号に書いてあったのですが、衛星の出来かたには3通りの過程が考えられるそうです。
○ガスや塵の円盤が凝縮して出来る
円盤の中心に惑星ができ、惑星に落ちなかったかけらが衛星になるというもの。木星や土星の衛星はこうしてできたとされています。
○巨大衝突(ジャイアントインパクト)によるもの
惑星に別の惑星が衝突して、粉々になったのち再収縮して二つの塊になる。原理的には2つの塊は同じ大きさになって、2重惑星になるそうです。
地球と月のや冥王星とカロンがこうしてできたと考えられています。
○2重惑星が他の惑星に捕獲されてできる
2重惑星がそれよりも大きな惑星の近くを通りがかるとき、一方がエネルギーを失って大惑星の周りを回り始め、もう一方がエネルギーを得て逃げていってしまう。
太陽系ではトリトンだけがこの例になると考えられています。
とすると、トリトンも昔は冥王星のような感じで2重惑星として太陽の周りを回っていたのでしょうね。 冥王星もひょっとすると海王星につかまってしまいそうな気がしますが、冥王星と海王星の軌道周期は共鳴関係にあって、お互いに近づくことはないそうです。

トリトンの捕獲を動画にしてみる

2重惑星が海王星に近づくことで捕獲されます。単体の惑星では捕獲されません。
なぜなら、遠くからやってきた惑星は海王星に引き寄せられて近づいても、エネルギー保存則により再び遠くへ去って行ってしまいます。
よく跳ねるボールを床に落とすと同じ高さまで戻ってくるようなものです。
2重惑星の場合、二つの惑星の間で位置エネルギーを奪い合います。失った方が衛星に、得た方は遠くに飛んでゆくことで捕獲されるわけですね。
動画にするとこんな感じ
トリトンの捕獲

いろいろやってみたのですが、捕獲されやすい方向があるようですね。
下のような関係で近づけるとなかなか捕獲されません。トリトンが逆向きに回っているのも、このことと関係があるのでしょうか。
トリトンの捕獲


単体の惑星の場合

二重惑星でなくとも、近づいたときにすでにある衛星にエネルギーを与えて弾き飛ばせば、2重惑星でなくても衛星として捕獲できそうです。これもやってみました。
トリトンの捕獲その3

出来ることは出来るのですが、タイミングが難しくて、かなり良いタイミングで近づかないとうまくゆきませんでした。
やはりトリトンは昔2重惑星だったのでしょうかね。

最終更新日: 2016-08-28 11:11:21

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