天文学者はまだ第9惑星が実在するかどうかを決定していない

天文学者が太陽系の遥か彼方にある目に見えない惑星、第9惑星の存在を提唱してからほぼ10年が経ったが、それが実在するかどうかについてはまだ意見が一致していない。現在、カリフォルニア工科大学の天文学者による新たな研究により、この隠れた惑星の存在を裏付ける新たな証拠が発見された。彼らのコンピューターシミュレーションでは、海王星の軌道の周りの小さな岩石や氷の破片がどのようにして太陽の近くにたどり着くのかを説明するために、第9惑星の重力の作用が必要だとされている。

「太陽系の特定の天体がなぜそのように振舞うのかという疑問は未解決のままであり、私たちはそれを完全には説明できないが、第9惑星をモデルに加えれば、すべては理にかなっている」と、この新しい研究には関与していないウィスコンシン大学マディソン校の天文学者ジュリエット・ベッカー氏は言う。

これらの天体は太陽系外縁天体 (TNO) で、海王星や冥王星の外側にある太陽系外縁天体です。2000 年代まで、天文学者は TNO をあまり発見していませんでした。特に最も遠い天体は発見されていませんでした。TNO はサイズが小さく、地球から遠いため、非常に暗く、見るのが難しいのです。しかし、天文学者が観測した TNO のより充実したカタログを作成すると、奇妙な傾向に気づき始めました。

TNO のグループが集まって、まるで羊飼いに取り囲まれている羊の群れのように、同じような軌道を共有していました。これらの奇妙な天体は、他の TNO に比べて非常に高い角度で周回しており、同じ方向に並んでいました。新しい証拠の背後にいる同じカリフォルニア工科大学のチームを含む一部の天文学者は、これらの観測の最も可能性の高い説明は、TNO の羊の重力羊飼いとして働く巨大な物体として作用する惑星 9 の存在であると主張しました。

しかし、他の天文学者たちは、惑星9は目の前の謎に対する突飛な解決策だと考え、予想外の観測結果を説明する別の方法を思いついた。中には、太陽系形成の過程でTNOの集団が自然に形成され、惑星9は必要ないという意見もあった。また、羊飼いは実は巨大惑星ではなく小さなブラックホールだと考える者もいた。最近では、日本の2人の天文学者が、惑星9ではなく別の惑星がカイパーベルトに潜んでいるかもしれないと提唱した。

TNO の観測された軌道を説明する理論は数多くあり、天文学者は過去 8 年間、どれが最も理にかなっているかを議論してきました。これは例外ではなく、科学的プロセスの一例です。科学者は、あらゆる証拠を探求して観測に対する最善の説明を見つけ、自然現象に対する理解を反復的かつ協力的に深めています。

カリフォルニア工科大学のチームは、太陽に向かって何らかの形で投げ出された別の TNO グループを説明するために、惑星 9 が必要である可能性を示した。海王星の軌道を横切り、太陽に向かって沈み、そして戻ってくる軌道上にある物体は、長い間そのままでいられるはずがない。このような軌道上に物体が見られる場合、何かがそれらをそこに押し出しているに違いない。おそらく、惑星 9 もそうだろう。

「第9惑星が存在する場合、それは時折、遠くにある太陽系外縁天体の軌道を太陽に引き寄せ、海王星の軌道と交差するところまで引き寄せるだろう。第9惑星がなければ、これらの天体は海王星を越えて内側に押し込まれることはあまりないだろう」と、カリフォルニア工科大学の天文学者で新論文の筆頭著者であるコンスタンチン・バティギン氏は説明する。

「惑星9は、これらの天体の数が減るにつれてその数を補充するだろう。それが、太陽系が比較的古い今日でも私たちがそれらを見ることができる理由を説明できる」とベッカー氏は付け加えた。

長年の理論の過程で、一部の天文学者は夜空で実際に第 9 惑星を見つけるという考えに魅了されてきました。その重力の影響の証拠があるにもかかわらず、百聞は一見にしかずであり、望遠鏡で第 9 惑星が存在するという具体的な証拠が得られるまで、私たちの多くは満足しないでしょう。

バティギン氏と、カリフォルニア工科大学の天文学者でもある共著者のマイク・ブラウン氏は、ハワイのハレアカラ山頂の Pan-STARRS1 施設、チリで完了したダークエネルギー調査、サンディエゴ近郊のズウィッキートランジェント施設からの夜空の調査で得られた膨大なデータアーカイブを使用して、第 9 惑星の探索を行ってきた。エール大学の天文学者らは、太陽系外惑星探索衛星 TESS を使用して、第 9 惑星の空をスキャンした。残念ながら、このとらえどころのない太陽系外惑星はまだ誰も見ていない。

「簡単に言えば、第9惑星は非常に遠く、非常に暗いのです」とバティギン氏は言う。「特に干し草の山の中の針を探すような、観測プロセスがいかに複雑であるかを直接見なければ、それを直接検出する難しさは理解しにくいのです。」

チリのヴェラ・ルビン天文台は、現在2025年初頭に運用開始が予定されており、天文学用としては史上最大のデジタルカメラを備えており、第9惑星の探索を続ける絶好の機会を提供してくれるだろう。天文学者たちは長年この施設を待ち望んでおり、2020年のPopSciの記事でも、この謎を最終的に解く鍵として言及している。

そして、もっと大きくて性能の良い観測所があっても、惑星が見つからない場合はどうなるのでしょうか? 「もしそこに惑星がないと判明したら、これらすべての異なる観測に対して個別の説明を見つける必要があります」とベッカー氏は言います。「惑星9の存在によって太陽系の謎がどれだけ解けるのか、私はいつも驚いています。」