冥王星の向こうに謎の第9惑星が潜んでいるかもしれない

太陽系に関する私たちの理解は、まだ発展途上です。冥王星が準惑星に格下げされたことは、数多くの改訂のうちの 1 つにすぎません。ここ数十年、天文学者は、はるか遠くにあるエリスのような新しい準惑星をカタログ化し、私たちの隣のガス巨星の周囲にさらに多くの衛星を発見しました。そして現在、一部の研究者は、海王星の向こうに隠れている新しい惑星の証拠があると考えています。

日本の天文学者パトリック・ソフィア・リカフカ氏と伊藤隆氏は、冥王星も位置する氷の残骸の輪であるカイパーベルトに、地球より少し大きい惑星が潜んでいると主張し、先週の天文学雑誌に発表した。2人はこの世界を直接観察したことはないが、彼らのコンピューターモデルは、そのような惑星が、カイパーベルトの他の天体の観測された不安定な軌道を説明できる可能性があることを示している。

このベルトの乱れは、地球の1.5倍から3倍の質量を持つ未発見の惑星の「存在を予言する」ものだと、日本の近大の天文学者で論文の筆頭著者であるリカウカ氏は言う。「太陽系には再び公式に9つの惑星が存在することになる」

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カイパーベルトは、小惑星帯に多少似ています。そこには、惑星を作る激しいプロセスの残り物である小さな岩石や氷のかけらが含まれています。そこにあるいくつかの物体は奇妙な軌道を描いており、太陽の周りを回る軌道が極端に傾いていたり、長く伸びていたりします (地球の軌道のような円形ではなく、卵形に近い)。これらの奇妙な軌道は、未発見の惑星ほどの大きさの巨大な物体が、その重力に引っ張られて、物体を動かしているに違いないことを示唆しています。

「この惑星が比較的近い軌道上に存在すれば、今後数年のうちに発見されるかもしれない」と、今回の研究には関わっていないイェール大学の天文学者マレーナ・ライス氏は言う。

リカウカ氏と伊藤氏のシミュレーションでは、カイパーベルトの奇妙な現象は惑星によって説明できることがわかった。彼らがカイパーベルト惑星（KBP）と呼ぶその世界は、太陽から遠い海王星よりも6～12倍も遠い位置にある。KBPの軌道は太陽系の面から約30度傾いているはずで、これはかなり奇妙だ。準惑星の冥王星は、8つの主要惑星と比べて軌道がずれているために目立っているが、その軌道の傾きは約17度しかない。

しかし、この奇妙で遠い地球のような惑星は、提案された最初の隠れた世界ではありません。2016年、カリフォルニア工科大学の天文学者は、太陽系のさらに遠くに、惑星9または惑星Xと呼ばれるスーパーアースの証拠があると主張しました。これらの研究者はまた、カイパーベルトの奇癖を説明する方法として惑星9を提案しました。これは科学者の間でかなりの騒動を引き起こし、科学者たちは何年もの間、それらの特異性が本物なのか、単に欠陥のある観測の結果なのかを議論しました。

リカウカ氏は、KBP 仮説はそれほど論争を呼んでいない他の観測結果に基づいているため、惑星 9 より優れていると主張している。「私たちは、太陽系のはるか外側に位置する仮説上の地球型惑星が、遠方のカイパーベルトのいくつかの特性を説明でき、同時に観測結果とも整合することを実証しました」と同氏は言う。「惑星 9 モデルはまだそれを実証していません。」

しかし、他の研究者は、KBP は必要ではないと考えている。カリフォルニア工科大学の天文学者で、初期の惑星 9 研究に参加したコンスタンチン バティギン氏は、カイパーベルトには海王星の向こうにある何らかの別の天体によって説明されなければならない奇妙な点があることに同意している。「しかし、これらすべては、惑星 9 モデルの枠組みの中でかなり前から理解されてきた」と彼は言い、隠れた惑星の予測が既存の惑星 9 仮説とかなり重なるこの新しい研究の必要性に疑問を呈している。

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バティギンのモデルでは、惑星 9 はやや大きく、太陽から 500 天文単位 (AU) 離れたところにあり、質量は地球の約 5 ～ 6 倍である。一方、KBP は太陽から 200 ～ 500 AU の距離にある (これは極端な距離で、1 AU は地球と太陽の間の距離に等しい)。惑星 9 は、軌道に対して 20 度の奇妙な傾きを持つ。

しかし、隠された惑星が存在するかどうか、それが惑星 9 や KBP のように見えるかどうかは、天文学者が実際に夜空で特定するまでは確実にはわかりません。天文学者は何年も惑星 9 を探しており、その探索には新たに提案された惑星が存在する可能性のある領域も含まれています。「これらの探索はまだ進行中です」とライス氏は言います。「隠された惑星が潜んでいる可能性のある太陽系の外側に、探索すべきパラメータ空間がどれだけ残っているかは信じられないほどです。」