惑星の定義が常に変化する理由

クリストファー・パルマは、ペンシルベニア州立大学の天文学および天体物理学の教授です。この記事はもともとThe Conversationに掲載されました。

天文学者として私が最もよく聞かれる質問は、なぜ冥王星はもう惑星ではないのか、ということです。10年以上前、天文学者たちは冥王星の分類を変更することに投票しました。しかし、その質問は今でも聞かれます。

冥王星は惑星だと思うかと直接聞かれると、私はみんなに答えはノーだと言います。すべては「惑星」という言葉の起源に遡ります。これは「さまよう星」を意味するギリシャ語から来ています。望遠鏡が発明される前の古代、数学者で天文学者のクラウディウス・プトレマイオスは、非常に特殊な方法で空を移動する 7 つのさまよう星と区別するために、星を「恒星」と呼びました。この 7 つの天体とは、太陽、月、水星、金星、火星、木星、土星です。

人々が「惑星」という言葉を使い始めたとき、彼らはこれら 7 つの天体を指していました。地球も最初は惑星と呼ばれていませんでした。しかし、太陽と月は惑星と呼ばれていました。

今日では「惑星」という言葉は、元々の 7 つの天体以外にも多くの天体を指すために使われているため、そのいくつかについて議論が起きるのも不思議ではありません。

私は天文学者として訓練を受け、星や銀河のようなより遠くの天体を研究してきましたが、惑星科学の授業をいくつか教えているため、太陽系の天体にも興味があります。

小惑星、最初に降格された惑星

「惑星」という言葉は、それぞれ 1781 年と 1846 年に発見された天王星と海王星を表すのに使われます。これは、これらの天体が他の「さまよう星」と同じように動くからです。土星や木星と同様に、望遠鏡で見ると恒星よりも大きく見えるため、恒星というよりは惑星に近いと認識されました。

天王星の発見から間もなく、天文学者はさらに別の漂う天体を発見しました。これらはケレス、パラス、ジュノー、ベスタと名付けられました。当時、これらも惑星と考えられていました。望遠鏡で見ると、それらは円盤ではなく、光の点のように見えます。小型の望遠鏡では、遠くの海王星でさえ恒星よりもぼやけて見えます。これらの新しい天体は最初は惑星と呼ばれていましたが、惑星というより恒星のように見えるため、天文学者は別の名前が必要だと考えました。

天王星を発見したウィリアム・ハーシェルが、小惑星を「星のような」という意味の「小惑星」と名付けたとよく言われるが、最近、クリフォード・カニンガムは、その名前を作ったのは著名なギリシャ学者のチャールズ・バーニー・ジュニアであると主張した。

今日では、「惑星」という言葉と同じように、「小惑星」という言葉も別の意味で使われています。現在では、この言葉は岩石で構成され、主に火星と木星の間にあり、ほとんどが不規則な形をしており、惑星よりは小さいが、流星体より大きい天体を指します。ほとんどの人は、物体が小惑星である理由について厳密な定義があると考えています。しかし、「惑星」という言葉がかつて存在しなかったのと同じように、そのような定義はありません。

1800 年代には、大きな小惑星は惑星と呼ばれていました。当時の学生は、惑星とは水星、金星、地球、火星、ケレス、ベスタ、パラス、ジュノー、木星、土星、天王星、そして最終的には海王星であると習ったと思われます。今日のほとんどの本では、小惑星は惑星とは異なると書かれていますが、天文学者の間では、「小惑星」という用語がもともと、まったく異なるタイプの物体ではなく、小さなタイプの惑星を意味するために使用されていたかどうかについて議論があります。

月は惑星とどう違うのでしょうか?

最近では、科学者はこれらの天体の特性を考慮して、ある物体が惑星であるかどうかを判断します。たとえば、形状が重要だと言うかもしれません。惑星はほぼ球形であるべきですが、小惑星はでこぼこしていることがあります。天文学者がこれらの定義を修正してより正確にしようとすると、新しい問題が生じます。物体の重要な区別として丸さを使用する場合、衛星を何と呼ぶべきでしょうか。衛星が丸い場合は惑星、丸くない場合は小惑星と見なすべきでしょうか。それとも、衛星は惑星や小惑星とはまったく異なるのでしょうか。

「月」という言葉がどのようにして惑星の周りを回る物体を指すようになったのかをもう一度考えるべきだと私は主張します。

天文学者が地球の月について話すとき、私たちは「月」という単語を大文字にして、それが固有名詞であることを示します。つまり、地球の月は月という名前です。人類の歴史の大部分において、月は唯一の月として知られていたため、ある天体が別の天体を周回していることを表す単語は必要ありませんでした。しかし、ガリレオが木星を周回する 4 つの大きな天体を発見したことで状況は変わりました。これらは現在、木星の衛星であるイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストと呼ばれています。

このため、月の技術的な定義は他の天体の衛星であると考える人が多く、そのため私たちは火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、エリス、マケマケ、イダ、その他多数の小惑星を周回する多くの天体を月と呼んでいます。月の種類を見てみると、ガニメデやタイタンのように水星よりも大きいものもあります。周回する天体と大きさが似ているものもあります。小さくて不規則な形をしているものや、奇妙な軌道を描いているものもあります。

つまり、それらはすべて地球の月と同じというわけではない。月とは何か、そしてそれが惑星や小惑星とどう違うのかという定義を確定しようとすると、これらの天体の分類も再考しなければならないだろう。たとえば、タイタンは冥王星よりも惑星と共通する特性が多いと主張することもできる。また、土星の環にあるすべての粒子が個別の衛星であると主張することもできる。そうすると、土星には数十億もの衛星があることになる。

他の恒星の周りの惑星

天文学者が直面している最新の命名上の課題は、太陽系から遠く離れた恒星の周りを周回する惑星を発見したときに発生しました。これらの天体は、太陽系外惑星、太陽系外惑星、または太陽系外惑星と呼ばれています。

天文学者は現在、太陽系外惑星を周回する太陽系外衛星の探索を行っている。太陽系の惑星とは異なる特性を持つ太陽系外惑星が発見されているため、天文学者はそれらを「ホット ジュピター」「ウォーム ジュピター」「スーパー アース」「ミニ ネプチューン」などのカテゴリーに分類し始めている。

惑星の形成に関する考え方では、親星から軌道外に投げ出された惑星が存在することも示唆されています。つまり、どの星も周回していない浮遊惑星が存在するということです。太陽系から投げ出された惑星も、惑星のエリートクラブから排除されるべきなのでしょうか?

私が教えるとき、この議論の最後には、ある提案をします。惑星、月、小惑星、太陽系外惑星について議論するよりも、ハーシェルとバーニーがやったように、新しい言葉を作る必要があると思います。今のところ、私は授業で「世界」という言葉を使っていますが、何が世界であり何が世界ではないのかという厳密な定義は示していません。その代わりに、私は生徒たちに、これらすべての物体は研究する価値があると伝えています。

9番目以外の惑星

科学者が冥王星の分類を変更したことで、冥王星に不当な扱いをしたと感じている人は多いようです。私の見方では、冥王星がもともと惑星と呼ばれたのは偶然の産物に過ぎません。科学者たちは海王星の向こうの惑星を探していましたが、冥王星を発見した際に、観測可能な特性から見て小惑星と呼ぶべきだったにもかかわらず、彼らはそれを惑星と呼びました。

この天体に関する理解が深まるにつれ、証拠から冥王星を惑星以外の何かと呼ぶべきだという気がします。これに反対し、冥王星は依然として惑星として分類されるべきだと感じる科学者もいます。