海王星の衛星ナイアドは正弦波で移動する？　宇宙に潜む数学の神秘

海王星は探査機ボイジャー2号以外、調査したことがないという謎多き惑星です。

しかし最近はハッブル宇宙望遠鏡の力によって、次々と新しい事実が発見されています。

今回発表された研究も、海王星のもっとも内側を回る2つの衛星ナイアドとタラッサに関する興味深い事実が報告されています。

それによると2つの衛星は片方が傾いた交差軌道を回っていて、タラッサから見るとナイアドがまるで波打つように移動して見える、というのです。

NASAの公開してるアニメーションでは、ナイアドが綺麗な正弦波を描いて移動して見える様子が描かれています。

普通惑星も衛星も傾斜した軌道を回ることはありません。この軌道についてはボイジャー2号の調査でも見つかっていなかった事実です。

「こうした軌道のパターンはこれまで見たことがない」と発見した研究者自身も驚く衛星軌道。そこにはどんな秘密があるのでしょうか？

この研究は、NASAジェット推進研究所のMarina Brozovic氏を筆頭著者として発表され、11月13日付けで惑星科学の学術誌『Icarus』に掲載されています。

軌道がぐらついてる？　NASAの謎アニメーション

今回の発表について、NASAが公開したアニメーションではなんと衛星ナイアドの軌道がグラグラ揺らいでいるようなすごい表現がされています。

「軌道がぐらついて衛星がジグザグに海王星を回っているの！？」と驚いた人もいるでしょうが、もちろんそんなことはありえません。

衛星や惑星の公転は毎回同じ経路を通るわけではありませんが、それは精密な測定でわかる僅かなズレです。こんな立て付けの悪いネジのようにグラグラ動いたりはしません。

よく見るとわかりますが、これは1つ外側の軌道を回る衛星タラッサを固定した場合に、ナイアドがどのように動いて見えるかを映像化したもの。

要はタラッサ中心に天動説的なモデルで眺めた場合のナイアドの動きを表したというわけです。

地球でも天動説が一般的だったころの天文学者は、地球中心に天体の動きを見ていたので、惑星の軌道がとんでもないものに見えていました。

遠方の天体はきれいに円を描くのに太陽系の惑星だけは奇妙な軌道を描くので、昔のギリシアの天文学者はこれらの天体に「さまよう者(πλανήτης :プラネテス)」という名を与えたのです。

ナイアドは約7時間、タラッサは約7.5時間で海王星を一周しています。ナイアドの方が公転速度が早いので、約5日に1回ナイアドはタラッサを周回遅れにして追い抜きます。

そしてナイアドの軌道面は、海王星の回転と平行に浮かぶタラッサの軌道面に対して約5度傾いています。

こうした関係にあるため、タラッサから見たナイアドは、上から追い抜かれるときもあれば、下から追い抜かれるときもあるという、とても不思議な動きをしています。

こうした関係性はとてもめずらしいものです。それを表現するためにNASAはこんなアニメーションを作ったのですが、衛星がジグザグに動いているようないらぬ誤解を生むと言って、海外の科学系掲示板redditでは批判する意見も上がっています。