Credit: E. Karkoschka (University of Arizona), HST, NASA

ジョバンニ・ドメニコ・カッシーニ

　カッシーニは、１６７１年に１つ、１６７２年に１つ、１６８４年に２つの４つの土星の月を観測した最初の人でした。また、１６７５年には、カッシーニ間隙として現在知られている土星のリング仕組みで隙間を発見しました。

　この眺めは、雲に関する詳細な情報を提供して、土星の大気圏で霞がかかります。

　青い色は、主な雲の層ではっきりした大気を示します。

　リングより上に見える大部分の北半球は、比較的くっきりしています。

　南極の周りの暗い地域は、主な雲の層の大きいすき間を示します。

　黄緑の色は、主な雲の層より上にある霞を示します。

　赤とオレンジの色彩は、大気圏の上に届く高さに達している雲を示します。

　氷のかなりの量から成り立つリングは、可視光で撮られる画像と同じくらい白いです。

　ハッブル宇宙望遠鏡は、土星のオーロラの明瞭な画像を撮りました。

　この画像は、１９９７年１０月にハッブル宇宙望遠鏡の宇宙望遠鏡結像分光写真（STIS）で作った土星の紫外線のオーロラの最初の画像です。このときの地球と土星の距離は、１３億キロメートルでした。

　ハッブル宇宙望遠鏡は、これまでの１０倍以上の感度で紫外線を観測する新しい器具のカメラを搭載しました。

　STIS画像が、土星の南北極を取り囲んで１６００キロメートル以上も雲の頂上にそびえる光の素晴らしいオーロラの幕を撮りました。それは、これまでにない洗練された詳細を明らかにしました。

　惑星をすばやく通り過ぎる太陽からの精力的な風は、土星の素敵なオーロラを出現させる原因になります。地球や太陽系の惑星の極地で時折見られるオーロラの多くは、現象として蛍光灯の光る仕組みと似たようなものです。

　土星のオーロラは、地球で地上から見ることができるのと異なっています。土星のオーロラは、見えない紫外線によるもので、宇宙からの観測でのみ見られるものです。

　ハッブル画像は、ゆっくり展開する波紋と総合的な型を明らかにしています。私たちが一般的に見ることができるオーロラは、惑星の自転と太陽の風によって形が現れます。

　同時に、オーロラの幕は、惑星の自転に追従して地域で異なる輝きになって見られます。それは、分単位の短い時間で急速に変化する眺めで出現します。

　オーロラの形の変化と規則性は、太陽から土星の間での磁場の継続的な勢力争いと帯電した粒子の流れが原動力となっていることを示しています。

Credit : J.T. Trauger (Jet Propulsion Laboratory) and NASA

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　１９８０年代初期のボイジャー１号と２号の宇宙船は、土星のオーロラの初歩的な描写を送ってきました。それで、初めて南北極の近くで大気圏に精力的な電子を導く惑星の膨大な磁場の地図を作ることができました。

　土星の最初のオーロラの画像は、１９９４年から１９９５年にかけてハッブル宇宙望遠鏡の広角フィールド惑星カメラ２（WFPC2）で撮りました。

　１９９８年に搭載した新しいSTIS器具は、とても強力な紫外線感度で土星の磁気圏と超高層の大気圏の仕組みを非常に素晴らしい詳細で研究する道を開きました。

　これらのハッブルのオーロラ研究は、最終的に土星の磁場の元の位置の測定を補足して、粒子を満たした枠組みがＮＡＳＡとESAのカッシーニ宇宙船に引き継がれました。

　２つのSTIS結像モードは、青で示す分子の水素による赤の水素原子の放出と紫外線の放射を主に区別するために用いられました。

　それゆえに、それら範囲内の白い跡が、分子の水素放出のよりしっかりと限られた地域の地図を作る一方で、明るい赤いオーロラの特色は、原子の水素によって生じています。

　南のオーロラは右下に、左上では北のオーロラが見えています。

Credit : Erich Karkoschka (University of Arizona Lunar & Planetary Lab) and NASA

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　上の方の画像は、土星のリングをかろうじて見ることができます。ハッブル宇宙望遠鏡で撮りました。
　通常、天文学者は傾いている土星のリングを見ます。それは、地球からの観測では土星のリング面がこのように縁を正面にしているように私たちに見えるからです。

　この眺めから、土星の最大の月のタイタンは、影を土星に投げかけています。

　タイタンの大気圏は、暗褐色の霞です。他の月は、明るい氷の表面のために白く見えます。

　４つの月、左から右に、ミマス、テテュス、ヤヌス、エンケラドスが、画像の中の右で土星のリングの端のまわりで群がっています。

　２つの他の月は、リング水平面の前で現れます。プロメテウスは、右側の端の上に、左にはパンドラが見えています。

　太陽が、リング水平面より上から光を射しているので、リングも影を土星に投げかけています。


　下の方の画像は、わずかに傾いているリングで土星を示します。

　太陽をリングの水平面の上に置いているので、全部のリング仕組みを横切って、右下にディオネと呼ばれている月が、長く細い影を投げています。

　土星の左上の月は、テテュスです。

　天文学者も、土星のリングの普通でない外観を研究しています。

　下の画像は、かすかで幅が狭いリングと主なリングの外のＦ-リングを示しています。このリングは、地球から通常見ることができません。

　土星の円盤の端の近くでリングの正面に至る部分は、黄色みがかった土星の近くで、背後からの光で明るくさらに黄色みを増しているようです。

　この画像は、上の方が１９９５年８月６日に、下の方が１１月１７日にハッブル宇宙望遠鏡の広角フィールド惑星カメラ２で撮りました。