木星の質量

木星の質量
太陽系の外縁部の巨大惑星の相対質量
一般情報
単位系	天文学の単位系
単位	質量
シンボル	M J、  M JupまたはM ♃
コンバージョン
1  M J で ...	...は...に等しい
SI基本単位	（1.898 13 ± 0.000 19）× 10 27  kg [1]
米国慣習	≈ 4.1847 × 10 27 ポンド

木星質量は木星質量とも呼ばれ、木星の全質量に等しい質量の単位である。この値は木星の質量のみを指す場合もあれば、木星の衛星を含む木星系全体の質量を指す場合もある。木星は太陽系で圧倒的に最も質量の大きい惑星である。太陽系の他のすべての惑星を合わせた質量の約2.5倍である。^[2]

木星の質量は天文学における一般的な質量の単位で、外惑星、太陽系外惑星、褐色矮星など、同様の大きさの天体の質量を示すために使用されます。この単位は比較に便利な尺度を提供するためです。

木星の質量に関する現在最もよく知られている値は次のように表される。1 898 130 ヨタグラム: ^[1]

$${\displaystyle M_{\mathrm {J} }=(1.89813\pm 0.00019)\times 10^{27}{\text{ kg}},}$$

これは太陽の 約1 ⁄ 1000の質量（約0.1% M _☉）である：^[3]

$${\displaystyle M_{\mathrm {J} }={\frac {1}{1047.348644\pm 0.000017}}M_{\odot }\approx (9.547919\pm 0.000002)\times 10^{-4}M_{\odot }.}$$

木星の質量は地球の318倍です。

$${\displaystyle M_{\mathrm {J} }=3.1782838\times 10^{2}M_{\oplus }.}$$

木星の質量は太陽系の他のすべての惑星の質量を合わせた2.5倍であり、太陽に対する木星の重心は太陽の中心から太陽半径の1.068倍 離れた太陽の表面の外側にあるほどである。 ^[4]

木星の質量は太陽系の他の天体に比べて非常に大きいため、衛星の軌道や、月や冥王星を含む太陽系の他の天体の正確な軌道を計算する際には、木星の重力の影響を考慮する必要があります。

理論モデルによれば、もし木星の質量が現在よりはるかに大きかったら、木星の大気は崩壊し、惑星は縮小するだろうと示唆されている。^[5]質量がわずかに変化しても、半径は目立った変化はないが、約 500  M _E (1.6 木星質量) ^[5]を超えると、内部は圧力の増加により圧縮され、物質量の増加にもかかわらず体積が減少する。その結果、木星の直径は、その構成と進化の歴史から判断すると、惑星が達成できる最大の大きさになると考えられる。^[6]質量の増加に伴うさらなる縮小のプロセスは、約 50 木星質量の高質量褐色矮星のように、目立った恒星点火が達成されるまで続く。 ^[7]木星が水素を融合して恒星になるには、質量が約 80 倍必​​要となる。^[8]

木星の質量は、木星質量パラメータと呼ばれる測定値から得られ、 GM _Jと表記されます。木星の質量は、GM _{J を}定数Gで割って計算されます。木星、地球、太陽などの天体の場合、GM積の値は、いずれかの係数を個別に計算する場合よりも桁違いに正確に分かっています。Gの精度には限界があるため、導出された質量の不確実性は制限されます。このため、天文学者は明示的な質量ではなく、重力パラメータを参照することを好むことが多いです。GM 積は、木星の質量と他の物体の質量の比率を計算するときに使用されます。

2015年に国際天文学連合は、木星の公称質量パラメータは、その後のM _Jの測定精度の向上に関係なく一定であると定義しました。この定数は、正確に次のように定義されます。

$${\displaystyle ({\mathcal {GM}})_{\mathrm {J} }^{\mathrm {N} }=1.266\,8653\times 10^{17}{\text{ m}}^{3 }/{\text{s}}^{2}}$$

木星の質量をSI単位で明示的に求めるには、GMをGで割ることで計算できます。ここで、Gは重力定数です。^[9]

木星の質量の大部分は水素とヘリウムです。この2つの元素は木星の全質量の87%以上を占めています。^[10]木星の水素とヘリウム以外の重元素の全質量は11～45  M _Eです。^[11]木星の水素の大部分は固体水素です。^{[12]証拠によると、木星には中心に高密度の核があります。もしそうなら、核の質量は約12} M _E以下であると予測されます 。超高圧下での固体水素の挙動に関する知識が比較的乏しいため、核の正確な質量は不明です。^[10]

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