第11章巨大惑星The Giant Planets

What are the main challenges involved in sending probes to the giant planets?

巨大惑星に探査機を送る際の主な難題は何か。

Why is it difficult to drop a probe like Galileo? How did engineers solve this problem?

ガリレオのようなプローブを落とし込むのは、なぜ難しいのか。技術者たちはこの問題をどう解決したか。

Explain why visual observation of the gas giants is not sufficient to determine their rotation periods, and what evidence was used to deduce the correct periods.

巨大ガス惑星の自転周期を求めるのに可視光の観測だけでは不十分なのはなぜか。また、正しい周期を推定するためにどのような証拠が使われたかを説明しよう。

What are the seasons like on Jupiter?

木星の季節はどのようなものか。

What is the consequence of Uranus’ spin axis being 98° away from perpendicular to its orbital plane?

天王星の自転軸が、公転面に垂直な方向から98°傾いていることは、どのような結果をもたらすか。

Describe the seasons on the planet Uranus.

天王星の季節について説明しよう。

At the pressures in Jupiter’s interior, describe the physical state of the hydrogen found there.

木星内部の圧力のもとで、水素はどのような物理状態にあるかを説明しよう。

Which of the gas giants has the largest icy/rocky core compared to its overall size?

全体の大きさに比べて、氷と岩石からなる核が最も大きいのは、どの巨大ガス惑星か。

In the context of the giant planets and the conditions in their interiors, what is meant by “rock” and “ice”?

巨大惑星とその内部の環境という文脈では、「岩石」と「氷」は何を意味するか。

What is the primary source of Jupiter’s internal heat?

木星の内部熱の主な源は何か。

Describe the interior heat source of Saturn.

土星の内部熱源について説明しよう。

Which planet has the strongest magnetic field, and hence the largest magnetosphere? What is its source?

最も強い磁場を持ち、そのため最大の磁気圏を持つのはどの惑星か。その磁場は何によって生じるか。

What are the visible clouds on the four giant planets composed of, and why are they different from each other?

4つの巨大惑星の目に見える雲は、それぞれ何からできているか。また、なぜ互いに違うのか。

Compare the atmospheric circulation (weather) of the four giant planets.

4つの巨大惑星の大気循環、すなわち気象を比較しよう。

What are the main atmospheric heat sources of each of the giant planets?

各巨大惑星の大気を温める主な熱源は何か。

Why do the upper levels of Neptune’s atmosphere appear blue?

海王星の上層大気が青く見えるのはなぜか。

How do storms on Jupiter differ from storm systems on Earth?

木星の嵐は、地球の嵐の系とどのように異なるか。

Describe the differences in the chemical makeup of the inner and outer parts of the solar system. What is the relationship between what the planets are made of and the temperature where they formed?

太陽系の内側と外側で、化学組成がどう違うかを説明しよう。惑星が何からできているかと、形成された場所の温度にはどのような関係があるか。

How did the giant planets grow to be so large?

巨大惑星は、どのようにしてあれほど大きく成長したのか。

Jupiter is denser than water, yet composed for the most part of two light gases, hydrogen and helium. What makes Jupiter as dense as it is?

木星は主として水素とヘリウムという2つの軽いガスでできているのに、水より密度が高い。何が木星の密度をそれほど高くしているのか。

Would you expect to find free oxygen gas in the atmospheres of the giant planets? Why or why not?

巨大惑星の大気に、他の元素と結合していない酸素ガスが見つかると予想するだろうか。そう考える、または考えない理由を述べよう。

Why would a tourist brochure (of the future) describing the most dramatic natural sights of the giant planets have to be revised more often than one for the terrestrial planets?

巨大惑星の最も壮観な自然の景観を紹介する将来の観光パンフレットは、なぜ地球型惑星のものより頻繁に改訂する必要があるだろうか。

The water clouds believed to be present on Jupiter and Saturn exist at temperatures and pressures similar to those in the clouds of the terrestrial atmosphere. What would it be like to visit such a location on Jupiter or Saturn? In what ways would the environment differ from that in the clouds of Earth?

木星と土星にあると考えられる水の雲は、地球大気の雲と似た温度・圧力のもとに存在する。木星や土星のそのような場所を訪れたら、どんな体験になるだろうか。環境は、地球の雲の中とどの点で異なるだろうか。

Describe the different processes that lead to substantial internal heat sources for Jupiter and Saturn. Since these two objects generate much of their energy internally, should they be called stars instead of planets? Justify your answer.

木星と土星に大きな内部熱源をもたらす、それぞれの過程を説明しよう。この2つの天体はエネルギーの多くを内部で作っているのだから、惑星ではなく恒星と呼ぶべきだろうか。答えの根拠を示そう。

Research the Galileo mission. What technical problems occurred between the mission launch and the arrival of the craft in Jupiter’s system, and how did the mission engineers deal with them? (Good sources of information include Astronomy and Sky & Telescope articles, plus the mission website.)

ガリレオ計画について調べよう。打ち上げから木星系への到着までに、どんな技術上の問題が起き、技術者たちはどう対処したか。（『Astronomy』や『Sky & Telescope』の記事、計画の公式ウェブサイトなどがよい情報源となる。）

How many times more pressure exists in the interior of Jupiter compared to that of Earth?

木星内部の圧力は、地球内部の圧力の何倍か。

Calculate the wind speed at the edge of Neptune’s Great Dark Spot, which was 10,000 km in diameter and rotated in 17 d.

海王星の大暗斑は直径1万 kmで、17日で一回転していた。その外縁の風速を計算しよう。

Calculate how many Earths would fit into the volumes of Saturn, Uranus, and Neptune.

土星、天王星、海王星の体積には、地球がそれぞれ何個入るかを計算しよう。

As the Voyager spacecraft penetrated into the outer solar system, the illumination from the Sun declined. Relative to the situation at Earth, how bright is the sunlight at each of the jovian planets?

ボイジャー探査機が太陽系の外側へ進むにつれて、太陽からの照明は弱くなった。地球の位置と比べて、それぞれの木星型惑星では太陽光はどれくらい明るいか。

The ions in the inner parts of Jupiter’s magnetosphere rotate with the same period as Jupiter. Calculate how fast they are moving at the orbit of Jupiter’s moon Io (see Appendix G). Will these ions strike Io from behind or in front as it moves about Jupiter?

木星磁気圏の内側のイオンは、木星と同じ周期で回転している。木星の衛星イオの軌道の位置で、イオンがどれほどの速さで動くかを計算しよう（付録G参照）。これらのイオンは、木星の周りを動くイオに、後ろからぶつかるだろうか、それとも前からぶつかるだろうか。