冥王星は10億個の彗星で構成されているかもしれない

おそらく私たちは冥王星を間違った見方で見ているのでしょう。惑星、準惑星、この意味論的な議論は無関係かもしれません。なぜなら、実際には、冥王星は巨大な彗星のようなものだからです。今週、学術誌「イカロス」に発表された論文で、サウスウェスト研究所の科学者たちは、冥王星は実際には多数の彗星の集合体である可能性があるという新しい理論を提示しています。その数は数十億個に上ります。

科学者たちは通常、冥王星が惑星として通常の方法で誕生したと考えていた。太陽系の太古の幼少期に、大量のガスと塵の中に岩石の核が形成され、重力によってゆっくりと物質が集まり、現在冥王星と呼ばれる小さな球体になったという。しかし、90年代にカイパーベルトにある冥王星のような小さな氷の天体に関する最近の発見は、解明すべき別の、よりユニークな共通の起源の物語を示唆している。

「現在のパラダイムでは、太陽系の外縁部の天体は岩石と氷の集積によって形成されたと考えられています」と、サウスウエスト研究所の科学者で新論文の筆頭著者であるクリストファー・グレインは言う。「彗星はより大きな天体の形成時に残った構成要素であると考えられており、以前は冥王星が彗星の構成要素から形成されたのではないかと疑われていましたが、それを実際に検証するデータはなかったのです。この研究は、そのプロセスで次のステップを踏み出そうとしています。」

この論文のデータは、2 つの情報源から得たものです。科学者がスプートニク平原と呼ばれる窒素に富んだ冥王星の氷河を観測したニューホライズンズ ミッションと、欧州宇宙機関のロゼッタ探査機 (RIP) が調査した 67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星の化学組成です。論文の著者は、冥王星が 67P のような数十億の彗星の寄せ集めで形成されたとしたら、氷河の窒素含有量は他のモデルが予測する値と似ていることを発見しました。

「まず、ニューホライズンズからの情報を使い、冥王星にどのくらいの窒素が存在し、冥王星の大気から逃げたかを推定しました」とグレイン氏は言う。これは理論モデルの目標となる制約条件を設定するためだ。「次に、ロゼッタからの窒素存在量を使い、それを冥王星の質量にスケールアップしました。本当に興味深いのは、2つのアプローチで得られた値がよく一致することです。」

この新しい「巨大彗星」モデルは衝撃的だが、冥王星に大気があることの発見も衝撃的で、冥王星には地下海があるかもしれないことを示唆している。しかし、念のため、研究者らは、冥王星が太陽と同様に窒素を豊富に含む冷たい氷から形成されたことを示唆する「太陽モデル」も開発した。「太陽モデルは、冥王星で見られるよりもはるかに多くの窒素を示しています」とグレイン氏は言う。「しかし、冥王星の歴史の中でその大気からどれだけの窒素が逃げてきたのかを詳細に理解していないため、このモデルを除外することはできません」。ニューホライズンズは「単なる時間の流れ」であり、数十億年の間に窒素の割合がどのように変化したかはわかりません。

奇妙な新しいアイデアはどれもそうだが、これは決して万能ではない。グレイン氏によると、このモデルの最大の限界は、彗星は一酸化炭素を大量に運ぶ傾向があるにもかかわらず、ニューホライズンズが冥王星で検出した一酸化炭素の量がかなり少なかったことだ。その多くはスプートニク平原の奥深くに埋もれている可能性があり、ニューホライズンズが表面で検出できなかったのは明らかで、地下の海が一酸化炭素の破壊を招いた可能性もある。「後者の仮説は特に興味深いと思います。ニューホライズンズからそのような海の存在を示唆する証拠が他にもあるからです」とグレイン氏は言う。

さらに、グレイン氏は、ほとんどの科学者がこの研究を好意的に受け止めていると考えているが、一部の人々が「巨大彗星」という含意に疑問を呈していることも認めている。「冥王星が彗星だと言っているのではありません」と同氏は言う。「その構成は超大型彗星のモデルに関係している可能性があります」。この区別を注意深く説明しないと、簡単に見失われてしまう微妙なニュアンスがたくさんある。

結局のところ、この新理論を検証あるいは反証する唯一の方法は、冥王星を直接研究することだ。つまり、ニューホライズンズのようなフライバイミッションを超えて、冥王星に周回機、さらには着陸機を送るということだ。グレイン氏は、スプートニク平原への着陸に賛成する。理由は明らかだ。そこでは冷たい氷河の氷を採取し、質量分析計で分析できるからだ。そのようなミッションがすぐに承認されるのは困難だが、ニューホライズンズの成功は、冥王星への再訪を求める声がますます高まることを意味している。