私たちの太陽系に、私たちが知らない惑星が本当に存在するのでしょうか?

科学者たちは長い間、太陽系に隠れた惑星が存在するのではないかと疑ってきた。そして今、数十年にわたる探査を経て、彼らは何かを発見したのかもしれない。

今週、天文学者のマイク・ブラウン氏と惑星科学者のコンスタンチン・バティギン氏は、天文学ジャーナル誌に、仮想惑星の地図と思われるものを発表した。

それを見つけるために、2人の科学者はカイパーベルト（海王星のすぐ先にある巨大な岩石の破片の輪）にある6つの準惑星の不規則な軌道を分析した。何かがこれら6つの天体の軌道をずらしたため、ブラウンとバティギンは、大きな惑星がそれらを引っ張っている可能性があると考えている。科学者たちは、この仮説上の「惑星X」の重さは地球の10倍にもなると考えている。

科学者たちが太陽系の外縁部に秘密の惑星を発見したと考えるのは今回が初めてではないが、証拠は以前よりも強力になっているとNASAの惑星科学部門のディレクター、ジム・グリーン氏は語る。

どうしてこんなに巨大な惑星を見逃せるのでしょうか?

惑星Xが存在する場合、ブラウン氏とバティギン氏は、この惑星が太陽に最も近づく距離は200天文単位であると計算した。1AUは太陽と地球の間の距離に等しいので、この仮想惑星は最も近づいたとき、太陽から地球までの距離の200倍も遠いことになる。そして最も遠い地点では、太陽から1200AUも離れている可能性がある。

ちなみに、冥王星は太陽から 40 AU 離れており、ニューホライズンズ宇宙船がそこに到達するのに 10 年かかりました。史上最速の宇宙船であるボイジャー宇宙船は、打ち上げ以来ほぼ 40 年間で約 120 AU を移動しました。

つまり、惑星Xがそこにあるとしたら、それは本当に、本当に遠いところにあるということになります。

「これらは非常に長い軌道です」とグリーン氏は言う。「世界最高の望遠鏡で観測できる限界の軌道です。そのため、これを調べるにはしばらく時間がかかるでしょう。」

私たちはどの程度懐疑的になるべきでしょうか?

ブラウン氏とバティギン氏は慎重で尊敬される科学者だが、それでも間違いを犯す可能性はある。

「私たちは何度もこの件で大騒ぎしてきたので、誰もが懐疑的です」とグリーン氏は言う。「願っただけでは実現しません。科学界の精査に耐えなければなりませんが、これまでは常に失敗してきました。」

もし惑星Xがそこにあるとしたら、それは本当に、本当に遠いところにある。

ブラウン氏とバティギン氏が惑星Xがどこにあるか推測した根拠は、6つの非常に遠い天体の軌道が曲がっていることに基づく。これらの天体は非常に遠いため、太陽の周りを一周するのに数百年以上かかる。つまり、私たちが観測したのはその軌道のほんの一部に過ぎず、科学者が計算した軌道は完全に正確ではない可能性がある。

比較すると、グリーン氏は「昨年の夏、冥王星を飛行したとき、冥王星がどこにあるのかまったくわからなかった」と語る。冥王星が太陽の周りを一周するのに地球の247年かかるのに、冥王星の存在が知られるようになったのは1930年以降なので、その軌道のほんの一部しか見たことがないからだ。幸い、ニューホライズンズ探査機は飛行中に冥王星の位置を正確に特定できたが、「冥王星は実際には1000キロ先か後ろにあったかもしれない。だから、軌道計算は本当に大変な作業だ」。

本当に存在するかどうかはどうやってわかるのでしょうか?

ブラウンとバティギンが計算した軌道を確認することに加え、科学者たちはすでに持っているデータの中に惑星Xの証拠を探すことになるだろう。空は広大で、科学者たちは惑星Xを探す場所についてより明確な考えを持っているので、これまで見落とされていたかもしれない詳細を追跡するのに役立つかもしれない。

グリーン氏は、NASA の広域赤外線探査衛星 (WISE) のデータが出発点として適しているかもしれないと語る。大きな惑星は熱を放射する傾向があるため、惑星 X がそこにあるなら、WISE の赤外線センサーがその特徴を検出している可能性がある。

科学者たちはこれまでもWISEデータで惑星Xを探してきましたが、「彼らは全天を見ていたため、すべての波長がチェックされたわけではありません」とグリーン氏は言います。「ですから、今WISEデータを振り返って『見逃したのか？』と言っている科学者がいるのは間違いありません」

次のステップは、強力な望遠鏡を使って惑星Xを探すことだ。ブラウン氏とバティギン氏はすでにハワイのすばる望遠鏡でその作業を行う時間を確保している。

「もし彼らの言うことが正しければ、私たちは2018年に惑星Xを観測することになるだろう。」

同様に、グリーン氏は、惑星Xが存在するなら、2018年に打ち上げ予定のNASAのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡がそれを見つけることができるだろうと楽観視している。この大型赤外線望遠鏡はハッブルの後継機だ。「この人たちの言うことが正しければ、私たちは2018年に[惑星X]を観測することになるでしょう。」

惑星Xを見つけるのは、その大きさが正確にはわからないため、困難だろう。ブラウン氏とバティギン氏は、その質量は地球の10倍と推定しているが、その質量は小さく非常に密度の高い地球型惑星に凝縮されている可能性もあれば、大きくて発見しやすい巨大ガス惑星に広がっている可能性もある。

歪んだ軌道を持つ準惑星をさらに探すことで、役に立つヒントが得られ、惑星Xがどこに隠れているかを正確に特定できるかもしれないし、あるいは、これらの天体の軌道を乱したのは何か他のものだと示すこともできるかもしれない。

他に何があるでしょうか?

6 つの準惑星の奇妙な軌道は、何かがそれらを散らしたことを示唆しています。

「軌道力学は、2 つのボールがぶつかり合うことで軌道が変わるビリヤードのゲームに似ていることがあります」とグリーン氏は言います。「しかし、宇宙ではボールが実際にぶつかる必要はなく、重力によって軌道が変わるのです。」

これらの天体を傾けた原因が正確に何であったかを判断するのは時期尚早である。太陽系内部で形成されたが、後に混雑しすぎて追い出された追放された惑星Xであった可能性はあるだろうか？あるいは、一連の小さな摂動によって天体が乱れ、位置がずれた可能性もあるとグリーン氏は示唆している。あるいは、恒星を持たない惑星である放浪惑星が太陽系内をさまよっていた可能性もある。

確固たる証拠がなければ、現時点では言うのは難しい。

「もちろん、別の惑星が見つかったらかなりすごいことになるでしょう」とグリーン氏は言う。