土星には現在 82 個の衛星があることが分かっていますが、なぜ 1 個しか衛星がないのでしょうか?

4 つの内側の惑星 (水星、金星、地球、火星) には、合計でわずか 3 つの衛星があります。おそらく今夜見られる衛星の他に、火星のフォボスとダイモスがあります。しかし、小惑星帯を抜けると、そこは月の街です。外側の巨星のそれぞれを、少なくとも 12 個の氷の岩石が取り囲んでいることが知られています。

パーティーはまだ始まったばかりだ。最近、3人の天文学者が土星の周囲にさらに20個の衛星を発見した。この新たな発見により、太陽系の外縁部における勢力バランスが、環のある惑星にほんのわずかに傾き、現在、環のある惑星は、縞模様の隣の惑星に対して3個の衛星のリードを保っている。天体のスコアボードは実際には重要ではないが（記録によると、現在は木星：79、土星：82、天王星：27、海王星：14）、このかなり接近した競争は、巨大な世界がどのようにしてこれほど多くの衛星を獲得できたのかという最近の考えを裏付けている。

「20個の新しい衛星はそのパターンに当てはまります」と、2004年にハワイのマウナケアにあるすばる望遠鏡で衛星の観測に協力したカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の天文学者、デビッド・ジューイット氏は言う。「それらは、私たちが以前考えていたことを裏付けるものです。」

カーネギー科学研究所のスコット・シェパード率いるチームは、太陽系の最も暗い隅々に眠っている岩や氷の塊を何年もかけて探し、第9惑星の探索に協力するとともに、昨年はこれまで発見されていなかった木星の衛星10個を特定した。彼らの研究は通常、ハワイの澄んだ空で原因不明の光点を探す長い夜を過ごすことになるが、今回の新しい衛星はハードディスク上に現れた。

「[スコット]は、私がほとんど忘れていた古いデータからさらに約20個の衛星を掘り出すことができました」とジェウィット氏は言う。

直径約 3 マイルで、土星のより大きく有名な衛星よりも何倍も離れたところにある新衛星は、土星を周回しているというよりは、むしろ土星の周りを舞うように動いている。これほど遠い距離では土星の引力が弱まるため、木星や太陽でさえ、衛星を単純な閉じた楕円形ではなく、ループや湾曲の形に引き寄せる。長年にわたる観測で得られたさまざまな光の粒が土星の周りを複雑な軌道で描いていることを確認するため、シェパードは、過去のデータと複雑な軌道力学の予測を照合するコンピューター プログラムを作成した。

研究チームは、新しい衛星のほとんどが、以前から知られているファミリーに属する古い衛星に加わることを発見した。17 個の衛星は土星の自転とは逆方向に公転しており、ノルウェーグループと呼ばれる衛星の一族の規模がほぼ 2 倍になっている。2 個は土星とともに公転しているが、斜め 46 度で、イヌイットグループに属する。残りの衛星は独自の動きをしているようだ。天文学者たちは、2 つのグループは最初は大きな衛星だったが、最終的に小さな破片に分かれ、現在は同様の軌道を描いていると予想している。新しい衛星に名前を付けることに興味のある月愛好家は、ノルウェー、イヌイット、ガリアの神話に登場するお気に入りの巨衛星をカーネギー研究所に提案して検討してもらうことができる。

これらすべてに共通する特徴は、土星系固有のものではないということだ。太陽系初期の塵から母天体とともに渦巻いて生まれた衛星は、惑星の赤道にぴったりと沿った整然とした円軌道を描く傾向がある。こうした「通常の」衛星には、太陽系内部の 3 つの衛星すべてに加え、エウロパ (木星)、エンケラドゥス (土星)、タイタン (土星) など小惑星帯の外側の有名衛星も含まれる。しかし、近年発見された衛星はすべて「不規則」で、通過中に捕らえられた小惑星や彗星だった。

土星は今日、衛星ランキングのトップに立つかもしれないが、ジェウィット氏によると、その称号はおそらく、遠方の惑星の周りの追加の衛星があまりにも見えにくいかどうかにかかっているようだ。距離のハンディキャップを考慮すると、氷の巨星は強力な存在になるかもしれない。「木星、土星、天王星、海王星には、不規則衛星がほぼ同じ数あることがわかった」と同氏は述べ、天文学的な意味では50と100はほぼ同じ数とみなせると付け加えた。

「衛星の正確な数について言えば、実際のところ、誰が気にするでしょうか」とジューイット氏は言う。「科学的には問題ではありません。」

重要なのは、類似した衛星の数から、太陽系を形成する力や出来事について何が明らかになるかということです。

高速で飛ぶ小惑星を減速させて捕獲し、飼いならすのは、土星や海王星のような巨大惑星にとっても容易なことではない。天体物理学者は長年、捕獲はガス惑星がまだ若かったときに起きたのではないかと推測してきた。おそらく、初期の大気は大きくて厚かったため、衝突した岩石は摩擦で安定軌道に突入したのだろう。別の説では、巨大惑星がガスを一気に吸い込んだため、天文学的な瞬く間に重力の影響が急上昇し、近くの天体を簡単に捕獲できたとされている。しかし、幼少期をまったく異なる形で過ごした氷の巨大惑星が、不規則な衛星も多数捕獲できたのであれば、理論家は岩石捕獲に関するより普遍的な理論を必要としていた。

ジューイット氏と彼の同僚は、3者間のタンゴを推している。土星の近くで2つの岩石が互いのそばを飛ぶとき、一方が他方のまわりに落ち、最初の岩石ははじき飛ばされ、もう一方の岩石は減速して閉じ込められる可能性がある。このいわゆる「3体相互作用」は、どこでも起こり得るため、外側の4つの巨星のまわりに不規則衛星が多数存在する理由を説明できるかもしれない。

まあ、ほとんどどこでも。地球やその仲間の衛星の周りを回っている衛星は少ない。なぜなら、それらの重力領域は外惑星の重力領域に比べてほんのわずかだからだ。比較的軽量であることに加え、内惑星は密集しているため、たとえ地球が三体相互作用によって月へ友人を帰還させようとしたとしても、火星からの接近で飛ばされてしまう可能性がある。「地球型惑星の周りには基本的に安定した軌道は存在しない」とジェウィット氏は言う。

新しい衛星群は、土星を捕獲するのは簡単だということを裏付けているが、もし地球と月の家族に新しいメンバーが欲しければ、私たちは養子縁組をしなければならないだろう。