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天王星や海王星が青っぽく見えるのはなぜ?

天王星や海王星が青っぽいのは、いずれも大気中に微量なメタンが含まれているからだ。

(画像は天王星)

 

まず2つの惑星について解説しよう。

太陽系7番目の惑星の天王星。英語名はUranus(ウラヌス)。太陽系の中では3番目に大きく、そして最も冷たい惑星である(約-224℃)。公転周期は約84年。

太陽系8番目の惑星の海王星。英語名はNeptune(ネプチューン)。太陽からは約45億km離れている。太陽系の中で風速が最も強い惑星で、最大風速は2400km/hとされている。

 

天王星や海王星が撮影された写真はボイジャー2号が撮ったものが最新で、いずれも1980年代後半のものだ。その写真を参照するといずれも青っぽく映っている。

その青さは地球でいう海、つまり水や液体の青さではない。大気中に含まれているメタンに秘密がある。

天王星や海王星の大気の主成分は水素とヘリウムの混合物で、メタンの含有率は1〜2%と微量である。

微量なメタンにどんな性質が隠されているのか?

 

ここで少し脱線するが、ショートクイズを1問。「なぜ赤いリンゴは赤く見えるのか?」

 

 

 

 

答えは赤いリンゴは青緑色の光を吸収するから。物質に可視光戦(白色光)を当てるとある特有の色の光線のみを吸収する性質があり、その補色の関係にある色を物質の色として人間の目に入る。青緑色の補色は赤色なので、青緑色の光を吸収したリンゴは赤く見えるのだ。

 

では、話を戻そう。メタンには赤色光を吸収する性質がある。先ほどの赤いリンゴが赤く見えるケースに照らし合わせると、赤色の補色の関係にある青緑色が人間の目に入ってくる。従って天王星や海王星が青っぽく見えるのは、大気中に含まれる微量なメタンの赤色光を吸収する性質によるものなのだ。

 

しかしここで一つ疑問がある。天王星と海王星は青っぽいが同じ色ではない。天王星はやや緑がかった青色であるのに対し、海王星は明るく鮮やかな青色である。吸収光に対する補色の関係から説明すると天王星は理解できるが、海王星が鮮やかな青色である理由としてはメタン以外の化合物によると推定されている。しかし未知の領域のためまだ研究中の段階である。今後の研究成果に期待したい。

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横浜のフリークイズライター
マジー田中
1991年生まれ。大阪府生まれ奈良県育ち。現在は横浜在住。
2011年に大阪大学理学部に入学。大阪大学クイズ研究会(OUQS)と大阪大学天文同好会に入り、4年を過ごした。
2015年に大阪大学卒業後、大阪大学大学院理学研究科に進学。惑星物質学研究室に配属。
2017年に修了後、千葉大学大学院博士課程に進学したが、2019年夏に中退しカヤックに秋入社。2021年にカヤックを退職。
現在はクイズ・謎解き集団Raiseのクイズライターで活動中。

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