惑星9は実際には惑星ではないかもしれない

太陽系の外縁部に奇妙なものが潜んでいます。その質量は地球の 10 倍、距離は冥王星の 10 ～ 20 倍で、その領域にある他の天体に重力で影響を与えるほど強力です。科学者たちは、この第 9 惑星の存在を示す証拠を次々と発見しています。しかし、これほど巨大なものが、なぜこれほど長い間私たちの目から隠れていたのでしょうか。

おそらく、日曜の天文学ジャーナルに掲載された新しい研究結果によれば、私たちは第9惑星を単なる惑星として考えるのをやめ、代わりに、実際には小さな物体の集まりで、協力して、大きな単一の天体から予想されるような重力を及ぼしているのかもしれないと考える必要がある。

「この論文は気に入りました」と、この研究には関わっていないものの、過去数年間、惑星9の特徴を明らかにし、発見するために非常に精力的に研究してきたカリフォルニア工科大学の天文学者マイク・ブラウン氏は言う。「私たちが見ている現象を実際に説明するのに、惑星9以外の何かを提案したのはこれが初めてです。この説明が実際に正しいとは思いませんが、物理学は実際に私たちが見ているものを説明しているように見えます。」

カイパーベルト (海王星の外側の宇宙の軌道領域) は、太陽系の初期に形成された氷と岩の小天体で覆われています。これらの「海王星外縁天体」または TNO の多くは、太陽の周りを非常に珍しい軌道で回っています。この一部は、海王星のようなより大きな天体の影響で説明できます。しかし、これらの軌道の一部には、重力を乱す可能性のある他の目に見えない物体という別の説明が必要です。

第 9 惑星は、これらの TNO の隠れた「羊飼い」であり、その動きと空間の向きを導いている可能性があります。しかし、ベイルートアメリカン大学の研究者であり、新しい研究の共著者であるジハード・トゥーマ氏は、第 9 惑星が関係しているという仮説にはいくつかの欠点があると説明しています。具体的には、太陽系の他の惑星の重力を考慮していないこと、問題の TNO 軌道の一部は、単一の物体の影響を受けるには少し偏心しすぎていることです。さらに、このような巨大惑星がどこから来て、太陽系のこのような遠隔地にどのようにたどり着いたのかについては、まだ完全に解明されていません。

最終的に、トゥーマと大学院生のアントラニク・セフィリアンは、もしプラネット・ナインの質量が円盤状に広がっていたらどうなるかと考えるようになった。「それが妥当な考えのように思えました」と彼は言う。その結果、2人は、直径100キロメートル未満のスケールで数千の氷のTNO（セドナのような準惑星のごく一部を含む）からなる円盤を思いついた。これらはすべて、太陽系の真の惑星と同じ軌道面にある。

新しいモデルは、この提案された円盤と共存する別の惑星の存在を完全に否定するものではない。その惑星が現在予測されているほど巨大である可能性を単に排除しているだけだ。実際、トーマ氏はこれが「最終的に私たちが望むシナリオ」だと述べている。

「これは第9惑星の存在を信じるかどうかの問題ではありません」とトーマ氏は言う。「それはむしろ、観測上の制約を考慮した上で、太陽系の形成の副産物として合理的に何を期待できるか、そして合理的に期待できることが、追加の惑星の存在を主張することなく、観測された第9惑星の軌道の密集を自然に説明できるかどうかという問題です。」

ブラウン氏は、この新しい論文は天文学者が観測し続けている重力の特異性をうまく説明していると考えているものの、プラネット・ナインが巨大な惑星以外の何かである可能性は基本的にないと考えている。「私にはまったくあり得ないことに思えます」とブラウン氏は言う。少なくとも地球の10倍の質量を持つ宇宙物質の円盤が、太陽の周りを40億年もの間、そのままの状態で存在し続けることはほぼ不可能だとブラウン氏は考えている。「オッカムの剃刀によれば、リング状の物体の特別な配置よりも、そこに単一の惑星があるという単純な解決策のほうがはるかに好ましいでしょう。興味深いことに、リング状の物体は単一の惑星を見つけるよりもはるかに簡単ですが、そのようなものが存在するという証拠はありません。」

ブラウン氏とともに第9惑星の発見に取り組んだカリフォルニア工科大学の天文学者コンスタンチン・バティギン氏も、トゥーマ氏とセフィリアン氏のモデルの天体物理学的な欠点をいくつか指摘している。具体的には、遠方のカイパーベルトにはそのような円盤の形成を説明できるほどの質量がないこと、またモデルではその円盤が太陽から妥当な距離をはるかに超えて存在することが必要であることなどだ。

これまで、第 9 惑星、あるいはそれが何であれ、その正体を見つけることがなぜそれほど難しいのでしょうか。「第 9 惑星は非常に暗いため、検出できる見込みがあるだけでも、すべてがうまくいかなければなりません」とバティギン氏は説明します。大気は乱れておらず、湿度と風は基本的に存在せず、月は観測上の障害を生じておらず、これらは身近な変数にすぎません。

「長い探索を短縮する簡単な方法があればいいのですが、私たちは長期的に取り組む必要があると思います」とブラウン氏は言う。

バティギン氏によると、結局のところ、2023年までに第9惑星が発見されなければ、現在チリで建設中の次世代望遠鏡である大型シノプティック・サーベイ望遠鏡によってほぼ確実に検出されることになるという。

もしこれらの観測で何も発見されなかったり、予想よりも小さい物体が見つかったりしたら、天文学界はトゥーマとセフィリアンの論文を手に、計画をやり直すことになるだろう。