問題1-3-4 解説

(1) 地球については, \begin{eqnarray*} I_E & = & (2/5)\times 5.974\times10^{24}\times(6371\times 10^3)^2 = 9.699\times 10^{37}\ \mathrm{kg\,m^2},\\ \omega_E & = & 2\times 3.142/(0.9973\times 24\times 3600) = 7.293\times 10^{-5}\ \mathrm{s^{-1}},\\ L_E & = & 9.699\times 10^{37}\times 7.293\times 10^{-5} = 7.073\times 10^{33}\ \mathrm{kg\,m^2\,s^{-1}}. \end{eqnarray*} 金星については, \begin{eqnarray*} I_V & = & (2/5)\times 4.869\times10^{24}\times(6052\times 10^3)^2 = 7.133\times 10^{37}\ \mathrm{kg\,m^2},\\ \omega_V & = & 2\times 3.142/(243\times 24\times 3600) = 2.993\times 10^{-7}\ \mathrm{s^{-1}},\\ L_V & = & 7.133\times 10^{37}\times 2.993\times 10^{-7} = 2.135\times 10^{31}\ \mathrm{kg\,m^2\,s^{-1}}. \end{eqnarray*} よって, \[ L_V/L_E = 3.019\times 10^{-3} \approx 0.0030. \]

(2) 磁気的ボーデの法則は図のようになります.点線は金星と火星を除いて直線でフィットした結果です.火星はダイナモ作用が惑星形成後の比較的早い時期に停止したと考えられています.金星については,やはり遅い自転速度が原因のように思えますが,専門家の間では色々と議論になっています.水星も自転速度は遅く(自転周期は 59 日),角運動量も最小です.しかし,小さな惑星としては,惑星半径の 3/4 の大きい金属核があり,その流体部分でダイナモ作用が働いているようです.

磁気的ボーデの法則.