プロメテウス (衛星)

プロメテウス^[6][7] (Saturn XVI Prometheus) は、土星の第16衛星である。羊飼い衛星の一つであり、土星の環の一つであるF環の形成・維持に関与している。

プロメテウス Prometheus
カッシーニから撮影したプロメテウス
仮符号・別名	仮符号 S/1980 S 27 別名 Saturn XVI
分類	土星の衛星
発見
発見年	1980年10月
発見者	B・A・スミスおよび ボイジャー1号撮像チーム
軌道要素と性質 元期:2003年12月31日
軌道長半径 (a)	139,380±10 km[1]
離心率 (e)	0.0022[1]
公転周期 (P)	0.612990038 日[1]
軌道傾斜角 (i)	0.008°±0.004° (土星の赤道面)[1]
近日点引数 (ω)	37.514°[2]
昇交点黄経 (Ω)	319.176°[2]
平均近点角 (M)	96.886°[2]
土星の衛星
物理的性質
三軸径	135.6 × 79.4 × 59.4 km[3]
平均半径	43.1±2.7 km[3]
表面積	~23,000 km2
体積	~335,367 km3[4]
質量	(1.595±0.015) ×1017 kg[3]
平均密度	0.48 ± 0.09 g/cm3[3]
表面重力	~0.0013-0.0058 m/s2[3]
脱出速度	~0.019 km/s
自転周期	0.614102 日 (公転周期と同期)
アルベド（反射能）	0.6[5]
赤道傾斜角	0
表面温度	74 K
大気圧	なし
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発見と命名

プロメテウスは1980年10月中旬に、ボイジャー1号が撮影した写真の中からブラッドフォード・A・スミスが率いるボイジャーの撮像チームによって発見され、S/1980 S 27 という仮符号が与えられた^[8]。この際にはパンドラも発見されている。その後1986年1月3日に、ギリシア神話の巨人族で人類に火をもたらして罰を受けるプロメーテウスにちなんで命名され、Saturn XVI という確定番号が与えられた^[9]。

物理的特徴

プロメテウスは非常に細長い形状をしており、三軸径はおよそ 136×79×59 km である。表面には尾根や谷、複数個の直径 20 km ほどの衝突クレーターがみられるが、近くを公転するパンドラ、エピメテウス、ヤヌスと比べるとクレーターの数は少ない^[4]。

密度が非常に低く、アルベドは比較的高いことから、プロメテウスは非常に多孔質な氷で出来た天体だと考えられている。しかしこれらの値には不定性が多い。

F環および他の衛星との関係

プロメテウスは土星の細い土星の環#F環内縁の羊飼い衛星である。パンドラはF環のすぐ外側を公転しており、パンドラもF環の形成に関わっていると考えられてきた。しかし近年の研究では、F環の形成に寄与しているのはプロメテウスのみであることが示唆されている^[10][11]。

土星探査機カッシーニ (探査機)によって、プロメテウスの重力はF環中にねじれ構造とこぶ状の構造を生成していることが判明した^[12]。

プロメテウスの軌道は、パンドラとの4種類の 121:118 平均運動共鳴の影響でカオス的であると考えられる^[13]。プロメテウスとパンドラの軌道の最も分かりやすい変化は、パンドラの近点がプロメテウスの遠点と一直線上に並ぶ、およそ6.2年ごとに発生する^[1]。この時、両者はおよそ 1400 km 以内の距離に接近する。またプロメテウス自身はアトラスの軌道に大きな擾乱をもたらしており、両者は平均経度が 53:54 の共鳴を起こしている^[1]。

プロメテウスと土星のFリングが衝突する様子（動画）

出典

1. Spitale, J. N.; Jacobson, R. A.; Porco, C. C.; Owen, W. M., Jr. (2006). “The orbits of Saturn’s small satellites derived from combined historic and Cassini imaging observations”. The Astronomical Journal (IOP Publishing) 132 (2): 692-710. Bibcode: 2006AJ....132..692S. doi:10.1086/505206. https://iopscience.iop.org/article/10.1086/505206/meta.
2. Jet Propulsion Laboratory (2013年8月23日). “Planetary Satellite Mean Orbital Parameters”. Jet Propulsion Laboratory Solar System Dynamics. ジェット推進研究所. 2018年11月24日閲覧。
3. Thomas, P. C. (2010-07). “Sizes, shapes, and derived properties of the saturnian satellites after the Cassini nominal mission”. Icarus 208 (1): 395-401. Bibcode: 2010Icar..208..395T. doi:10.1016/j.icarus.2010.01.025. ISSN 0019-1035. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103510000448.
4. NASA (2017年12月5日). “By the Numbers | Prometheus – Solar System Exploration: NASA Science”. アメリカ航空宇宙局. 2018年11月24日閲覧。
5. Jet Propulsion Laboratory (2015年2月19日). “Planetary Satellite Physical Parameters”. Jet Propulsion Laboratory Solar System Dynamics. ジェット推進研究所. 2018年11月24日閲覧。
6. 『オックスフォード天文学辞典』（初版第1刷）朝倉書店、362頁。ISBN 4-254-15017-2。
7. “太陽系内の衛星表”. 国立科学博物館. 2019年3月9日閲覧。
8. Brian G. Marsden (1980年10月31日). “IAUC 3532: SN IN NGC 6946; Sats OF SATURN; HD 44179; W Hya”. Central Bureau for Astronomical Telegrams. 国際天文学連合. 2018年11月24日閲覧。
9. Brian G. Marsden (1986年1月3日). “IAUC 4157: CH Cyg; R Aqr; Sats OF SATURN AND PLUTO”. Central Bureau for Astronomical Telegrams. 国際天文学連合. 2018年11月24日閲覧。
10. Lakdawalla, E. (2014年7月5日). “On the masses and motions of mini-moons: Pandora's not a "shepherd," but Prometheus still is”. Planetary Society. 2015年4月17日閲覧。
11. Cuzzi, J. N.; Whizin, A. D.; Hogan, R. C.; Dobrovolskis, A. R.; Dones, L.; Showalter, M. R.; Colwell, J. E.; Scargle, J. D. (2014-04). “Saturn’s F Ring core: Calm in the midst of chaos”. Icarus 232: 157–175. Bibcode: 2014Icar..232..157C. doi:10.1016/j.icarus.2013.12.027. ISSN 0019-1035.
12. Charnoz, S.; Porco, C.C. et al. (2005). “Cassini Discovers a Kinematic Spiral Ring Around Saturn” (PDF). Science 310 (5752): 1300-1304. Bibcode: 2005Sci...310.1300C. doi:10.1126/science.1119387. PMID 16311328. http://ciclops.org/media/sp/2007/2672_7431_0.pdf.
13. Renner, Stéfan F.; Sicardy, Bruno; French, Richard G. (2005-03). “Prometheus and Pandora: Masses and orbital positions during the Cassini tour”. Icarus 174 (1): 230–240. Bibcode: 2005Icar..174..230R. doi:10.1016/j.icarus.2004.09.005.

外部リンク

• ザ・ナインプラネッツ 日本語版（土星の小さな月たち）