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太陽から６番目の惑星。木星に次ぐ巨大なガス状惑星である。直径は地球の９．４倍、質量は９５倍あるが、密度は水の０．７倍に過ぎない。太陽系で密度の最も低い惑星で、巨大な海洋があれば浮くであろう
表面は木星と同じで、大部分が水素とヘリウムでできている。中心部には岩石の核があり、これを包む高圧の水素が金属の振舞いをしており、その上を液体水素が覆っている。
土星の大気の厚さは１０００ｋｍで、その半分は濃い大気の層である。この大気の頭頂部の雲の層が、観測される表面の模様を作っている。通常土星の雲の模様にはあまり特徴はないが、３０年周期で大白斑が発生する。
ボイジャー１号と２号の観測により、この模様は木星の大赤斑同様、複雑な環状気流であることがわかった。土星の内部では重いヘリウムが滴となって下に沈み、その摩擦で太陽から受けるよりはるかに多量の熱を発している。
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| 太陽からの平均距離 |
１４億２９４０万ｋｍ |
| 半径 |
６万２６０ｋｍ |
| 質量（地球＝１） |
９５．２ |
| 密度（水＝１） |
０．７４ |
| 表面重力（地球＝１） |
０．９３ |
| 平均軌道速度 |
秒速９．６ｋｍ |
| 公転周期 |
２９．４６地球年 |
| 自転周期 |
１０．４０時間 |
| 軌道面の傾き |
２．５度 |
| 自転軸の傾き |
２６．７度 |
大気の構造
（厚さ１０００ｋｍ) |
透明な大気の下層,水とアンモニアの雲,氷の雲,
透明な大気層,水硫化アンモニウムの氷の雲,
アンモニアの氷の雲,雲の層の最上層部 |
| 雲の最上層の温度 |
−１８０℃ |
| 大気の組成 |
水素（大部分）、ヘリウム |
| 衛星 |
３４ （土星の衛星の詳細はこちらから） |
宇宙開発事業団提供
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土星内部
核（岩石または岩石と氷の混合物）・金属水素・液体水素からなっている。
木星の内部構造とよく似ています。外部は液体水素で、中心には岩石と鉄・ニッケル合金からなる核があり、その中心核と液体水素が接する部分が、液体金属水素になっています。内部は熱エネルギーを十分蓄えています。中心核の温度は、約１万5000度です。中心核の直径は約３万キロメートルで、液体金属水素からなる内部マントルの厚さは約１万5000キロメートルです。
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環
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環は土星からＤ、Ｃ、Ｂ、Ａ、Ｆ、Ｇ、Ｅ環の順番に展開している。Ａ〜Ｃ環が地球から見える環である。現在のＡとＢ環を最初に発見（１６１０年）したのは、イタリアのガリレオ・ガリレイであった。しかし、観測に使った手作りの望遠鏡の分解能が低かったため、これ等が環であることに気付かず、ガリレオは「耳のような物体」と呼んだ。１６５５年になって、オランダのクリスチャン・ホイヘンスが環であることを発見した。２０世紀までＡ、Ｂ、Ｃ環が土星の環と考えられていたが、１９６９年に地上の観測でＤ環が、１９７１年にパイオニア１１号によりＦ環が、１９８０年にボイジャー１号によりＥ環とＧ環がそれぞれ発見された。
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Ａ環
地球から見える一番外側の環である。幅は１万４６００ｋｍあり、土星の赤道表面上空６万１８７０ｋｍの距離から広がっている。ドイツのヨハン・フランツ・エンケが発見した幅３２０ｋｍのエンケの間隙がある。この中を羊飼い衛星のパンとアトラスがまわっている。
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Ｂ環
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一番幅が広くて明るく、粒子の密度も濃い環である。環の幅は２万５６００ｋｍ、土星の赤道表面上空３万１５７０ｋｍの距離から広がっている。
ボイジャー１号（１９８０年１１月）の観測で、Ｂ環に自転車のスポークのような黒い影（Spokes
Ring）が発見された。分析の結果、これは非常に細かい粒子の集合であることが分かった。Ｂ環とＡ環の間には、有名なカッシニの間隙（幅２６００ｋｍ）がある。
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Ｃ環
クレープ（ちりめん）環とも呼ばれる。名付けたのはイギリスのウィリアム・ラッセルである。一番青い環で、地球からは最もかすかに見える。幅は１万７５００ｋｍで、土星の赤道表面上空１万４１７０ｋｍの距離から広がっている。幅２７０ｋｍのマクスウェルの間隙がある。１８３８年、ベルリン天文台のヨハン・Ｇ・ガレにより発見されたが、１８５０年のＷ・Ｃ・ボンドとＧ・Ｐ・ボンドの父子さらにＷ・Ｒ・ダウエスの観測によって正式に認められた。
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Ｄ環
最も内側にある非常にかすかな環で、土星に触れんばかりの近さにある。１９６９年５月の地上の観測により、Ｃ環の内側にある極めて薄い環が発見されＤ環と名付けられた。土星の赤道表面上空１万２０００ｋｍの距離から２１７０ｋｍの幅に広がっている。
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Ｅ環
最も外側の非常に見えにくい環である。１９８０年１１月１２日、土星に１２万４２００ｋｍまで最接近したボイジャー１号により発見された。Ｅ環は、土星の赤道表面上空１２万７６７０ｋｍの距離から２９万ｋｍもの幅に広がっている。Ｅ環を構成する氷の粒子は特に細かく、密度も非常に希薄である。 |
Ｆ環
明るく見える細い環である。１９７９年９月１日、土星の赤道表面まで２万９００ｋｍに最接近したパイオニア１１号（史上初の近接観測）が、Ａ環の外側にあるＦ環を発見した。赤道の表面上空７万９８８０ｋｍから４９０ｋｍの幅で広がっている。１９８０年１１月１２日、土星に７５万ｋｍまで接近したボイジャー１号の観測で、よじれた２本の小環があることが分かった。これは、羊飼い衛星のパンドラとプロメテウスの重力によって、環を構成する粒子が羊の群のように追いやられたために生じたと考えられている。
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Ｇ環
Ｅ環と共に見えにくい外側の環の一つである。１９８９年１１月１２日、ボイジャー１号の観測により確認された。土星の赤道表面上空１０万５４７０ｋｍの距離から８０００ｋｍの幅に広がっている。
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カッシーニの間隙
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１６７５年、イタリア生まれのフランス人天文学者で当時パリ天文台長のジョバンニ・ドミニク・カッシニがＡ環とＢ環の間にある幅２６００ｋｍの間隙を発見し、カッシニの間隙と呼ばれるようになった。当時は、二つの環を隔てるすき間であると考えられたが、１９８０年のボイジャー２号の観測により、５本の細い環（小環）があることが分かった｡ 画面内側の広く暗い部分がカッシニの間隙である。右側の暗い部分がエンケの間隙である。
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大白斑
１９８０年及び１９８１年の探査機ボイジャー１号と２号の観測により、大白斑は木星と同じ複雑な環状気流であることがわかった｡
この現象は３０年に一度の周期で発生している。
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土星の風
土星は非常に風の強い惑星の一つで、赤道地帯の風速は毎時１８００ｋｍに達する。
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土星探査
１９７７年８月に打ち上げられた探査機ボイジャー１号は、木星を接近通過した後の１９８０年１１月１２日､土星に１２万４０００ｋｍまで接近した。ほぼ同時に打ち上げられた探査機ボイジャー２号は、１９８１年８月２５日、土星に１万１００ｋｍまで接近した。
１９９７年１０月、ＮＡＳＡは１５年の年月と総費用４０００億円をかけた土星探査機カッシーニを打ち上げた。電源がプルトニウムであるため、環境団体の激しい抗議活動があり、また重厚長大型の金喰い虫の探査機であったため、何度か中止の危機にさらされた末での打ち上げであった。カッシーニは１９９９年地球の近くに戻り、その重力を利用したスイングバイにより加速して、２００４年７月に土星に到着する予定である。カッシーニの本体（オービター）は、土星を周回して土星の観測を行うほか、ＥＳＡ（欧州宇宙機関）のホイヘンス・プローブを分離して、衛星タイタンに到着させる。
カッシーニ・ミッションは土星系を対象にした初めてのミッションで４年間続けられる予定である。特に、衛星タイタンは「厚い氷に閉ざされた原始地球」かもしれないと考えられており、大きな期待が寄せられている。 |
