土星
Saturn
カッシーニによる撮影
（2004年3月27日）
仮符号・別名鎮星、填星
分類木星型惑星
軌道の種類外惑星
発見
発見方法目視
軌道要素と性質
元期:J2000.0[1]
軌道長半径 (a)9.53707032 au
近日点距離 (q)9.021 au
遠日点距離 (Q)10.054 au
離心率 (e)0.05415060[1]
公転周期 (P)29.53216 年
会合周期378.09 日
平均軌道速度9.6724 km/s
軌道傾斜角 (i)2.48446°[1]
近日点黄経
最低平均最高
82K143Kn/a
大気の性質
大気圧140 kPa
水素>93%
ヘリウム>5%
メタン0.2%
水蒸気0.1%
アンモニア0.01%
エタン0.0005%
ホスフィン0.0001%
■Template （■ノート ■解説） ■Project
土星（どせい、ラテン語: Saturnus、英語: Saturn、ギリシア語: Κρ?νο?）は、太陽から6番目の、太陽系の中では木星に次いで2番目に大きな惑星である。巨大ガス惑星に属する土星の平均半径は地球の約9倍に当たる[2][3]。平均密度は地球の1/8に過ぎないため、巨大な体積のわりに質量は地球の95倍程度である[4][5][6]。そのため、木星型惑星の一種に分類されている。
土星の内部には鉄やニッケルおよびシリコンと酸素の化合物である岩石から成る中心核があり、そのまわりを金属水素が厚く覆っていると考えられ、中間層には液体の水素とヘリウムが、その外側はガスが取り巻いている[7]。
惑星表面は、最上部にあるアンモニアの結晶に由来する白や黄色の縞が見られる。金属水素層で生じる電流が作り出す土星の固有磁場は地球磁場よりも若干弱く、木星磁場の1/12程度である[8]。外側の大気は変化が少なく色彩の差異も無いが、長く持続する特徴が現れる事もある。風速は木星を上回る1800 km/hに達するが、海王星程ではない[9]。
土星は恒常的な環を持ち、9つが主要なリング状、3つが不定的な円弧である。これらはほとんどが氷の小片であり、岩石のデブリや宇宙塵も含まれる。知られている限り146個の[10]衛星を持ち、うち63個には固有名詞がついている。これにはリングの中に存在する何百という小衛星（ムーンレット）は含まれない。タイタンは土星最大で太陽系全体でも2番目に大きな衛星であり、水星よりも大きく、衛星としては太陽系でただひとつ有意な大気を纏っている[11]。
日本語で当該太陽系第六惑星を「土星」と呼ぶ由来は、古代中国において五惑星が五行説に当てはめて考えられた際、この星に土徳が配当されたからである[12]:87。英語名サターンはローマ神話の農耕神サートゥルヌスに由来する[13][14]。
物理的性質土星と地球のおおまかな大きさ比較土星の特徴を強調するためにボイジャー1号が色の濃淡を強調して作成された画像
土星は、中心にこそ固体成分を占める核があるが、主要成分がガスであり外縁の境界が不明瞭なため巨大ガス惑星に分類される[15]。自転によって惑星は扁球形状を持ち、極よりも赤道部分が膨らんだ扁平状になっているために、赤道半径と極半径の差はほぼ10%（60,268km 対 54,364km）にもなる[16]。木星・天王星・海王星と言った太陽系のその他のガス惑星もやや扁平しているが、土星ほどではない。土星は太陽系で唯一水よりも30%ほど軽い[17]。その中心核こそ水よりも重い比重を持つが、そのガス成分から平均では0.69g/cm3である。体積は地球の764倍にもなるが、質量は95倍にとどまる[16]。木星と土星の2つで、太陽系の惑星質量の92%を占める[18][19]。
内部構造土星の内部構造
前項にて述べたように土星は巨大ガス惑星に分類されているが、木星と同じく、土星はすべてガスで構成されている訳ではない。惑星成分のほとんどを占める水素は、密度0.01g/cm3を超えると非理想溶液となる。土星半径の99.9%部分においてこの密度に達する。惑星内部の温度・圧力・密度はいずれも中心に向かうに連れて高まり、内部に行くと水素は相を変えて金属様になる[18]。
標準惑星モデルでは、土星内部は木星と同じく小さな岩石質中心核を水素やヘリウムなどの揮発成分が取り囲んでいると考えられる[20]。この中心核の構造は地球と似ているが、より濃密な状態になっている。惑星の慣性モーメントの試算と、内部の物理的モデルを組み合わせる事で、フランスの天文学者 Didier Saumon とTristan Guillot が、惑星中心にある質量の塊をはじき出した。2004年に彼らは、中心核の質量は地球の9-22倍[21][22]、その直径は約25,000kmと試算した[23]。
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