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2024-04-27 15:10:00
暫定的に名付けられた大きな惑星ナイン（または 9）の仮説は 2016 年に初めて現れ、当時、カリフォルニア工科大学に勤める天文学者のコンスタンティン・バティギン氏とマイケル・E・ブラウン氏がそれを思いついた。
両者は今日に至るまでこの惑星の存在を証明しようと努めている – そしてそれが彼らが今もなおさらに多くの証拠を集めている理由だが、残念ながら今のところは間接的なものにすぎない。 直接観察、つまりそのような天体の発見には、非常に強力な機器と高度な観察および分析方法が必要です。
これは、遠く離れた惑星が太陽からの反射光をほとんど発さず、そのほとんどが（私たちには見えない）赤外線またはマイクロ波領域であり、恒星の背景に対して非常にゆっくりと移動するためです。
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直接的な証拠が不足しているため、ほとんどの天文学者はこれまでのところ「惑星 9」仮説に懐疑的です。
惑星海王星と準惑星冥王星もかつて同様の方法で発見されたことを思い出してください。 天文学者は最初に、既知の惑星の動きに対する重力の影響のおかげでその存在を数学的に予測し、その後初めてその存在が直接観察によって確認されました（冥王星の場合、逸脱や擾乱が検出されるまでに数十年の探索が必要でした）惑星の軌道と冥王星の直接観測）。
プラネット ナインに関する限り、私たちはまだ第一段階にあり、太陽系の端で何かが「ずれている」のではないかと疑っていますが、それが何かはわかりません。 この問題全体には別の説明があるかもしれない。
カイパーベルト内のいくつかの天体の動きの特異性
バティギンとブラウンによると、未知の惑星ナインはカイパーベルト地域を支配しており、惑星海王星の軌道を越えて移動する少なくとも6つの天体を「追い払う」か、共鳴して「平らにする」ことができたという。海王星天体、TNO)。 それらのはっきりとした楕円軌道はすべて同じ方向を向いており、ほとんどの惑星が移動する太陽系の基本面 (黄道) に対して同じ角度を形成します。
通常、楕円軌道の遠日点 (太陽から最も遠い点) は、さまざまな速度で太陽の周りをゆっくりと自発的に回転します。 したがって、問題の軌道がすべての角度内で多かれ少なかれランダムに散在しているはずであるにもかかわらず、これほど完璧に「緊密な形成」を保っていたのは奇妙である。
すでに 2016 年に、天文学者たちは、未知の惑星ナインの重力を必要な要素として含むモデルに基づいて、この現象を正確に説明することに成功しました。その近日点 (太陽の周りの楕円軌道の最も近い点) は、カイパーベルトの近日点の反対側にある天体はカイパーベルトの影響を受けます。
これは、観察されたデータが他の方法で説明できないという意味ではありませんが、その可能性は非常に低いです。 しかし、一部の天文学者はこの結論に異議を唱え、TNO 軌道のクラスタリングはこれらの天体を観測し体系的に追跡することの困難から生じる観測バイアスによるものであると主張しています。
もう一つの可能性は、太陽系の実践におけるニュートンの重力の代わりに、少し異なる、いわゆる修正重力理論が機能し、別の惑星がなくても所定の現象を説明できるという仮説です。
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しかし、プラネット ナインの活動は、準惑星セドナのようないくつかの天体の異常な軌道も説明します。 さらに、このモデルは、プラネット ナインの楕円軌道の方向に対して垂直であり、黄道面に対して完全に垂直である、非常にエキゾチックな軌道上に別のクラスの天体の存在を予測しました。 そして実際、天文学者たちは、その軌道がまさにこの性質を持つ 5 つの天体を発見しました。
さらに間接的な証拠は、Batygin、Brown らによって提供されました。 今年4月の記事、そこで彼らは、惑星海王星の軌道と相互作用するために動きが不安定な天体に焦点を当てました。 それらの不安定性は、関連する分析がはるかに複雑であることを意味しました。 著者らによれば、それらの存在とその軌道の性質についての最良の説明は、それらがプラネット・ナインに対応する別の惑星から来たということだという。 最近新聞でも注目されました 独立者。
彼らのチームは、これらの天体の軌道の発達に対するさまざまな要因の影響を含む一連のシミュレーションを実行しました。 海王星など近隣の巨大惑星の強い影響に加え、天の川から私たちに届く微妙な重力の影響や、過去に太陽系に接近した恒星の影響も考慮に入れました。
「惑星9を含むモデルが統計的に最もよい説明を与えた」と彼は言った バティギン。
これらの天体の挙動については他にも説明があるが、現在その場所で行方不明になっている他の惑星もかつてその軌道に影響を与えていたという仮定などもあるが、プラネット・ナインを含むモデルが依然として最良の説明であると著者らは述べている。
近年の研究により、プラネット ナインの軌道と質量の推定についても改良された予測が得られました。 2021年の本の中で、バティギンとブラウンはまた、プラネット・ナインの重力が、いわゆる内部オールトの雲（彗星の仮説上の雲 – 編集者注）内の物体の軌道をどのように「解凍」し、それらを太陽に近づけることができるのかを示した。外側のカイパー地域ベルトまで。
直径 8.4 メートルの大型全天望遠鏡を備え、一度に多くの天体を「捕捉」できるベラ C. ルービン天文台が運用を開始すると、私たちはより多くのデータを手にすることになるでしょう。
私の好みとして、ベラ C. ルービン天文台/LSST の巨大な 3200 メガピクセルのカメラについて話している人はあまりいません (クレジット: Jacqueline Ramseyer Orrell / SLAC National Accelerator Laboratory) pic.twitter.com/OYTePEYnh4
— サンジャナ・カーティス！ 🦦 (@sanjanacurtis) 2023 年 3 月 26 日
現在チリで建設中で、稼働を開始すれば、遠くにある薄暗い海王星横断天体を非常に効率的かつ正確にスキャンできるようになる。
予測されたプラネット・ナインの軌道と寸法
バティギン氏とブラウン氏によると、未知の「ナイン」については、それは「スーパーアース」であるはずで、おそらく地球の約5～10倍重い元ガス巨人の岩石か固体の核であるはずだという。 おそらく凍てついた非常に暗い世界となるでしょう。 研究者らによると、太陽は340～560天文単位の距離で楕円軌道を描いて太陽を周回するはずだという（1天文単位AUは大きさ約1億4,960万kmで、太陽から地球までの平均距離に相当する）。
同時に、彼らはその軌道が太陽系面に対して約16度の傾きを持っているはずだと推定している。 その公転周期は1万年から2万年の間であるはずです。
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これほどの距離は今日の私たちにとって驚くべきことであり、残念ながら、現在の機器や観察方法では依然として達成できません。 これまでのところ、私たちが観測した太陽系で最も遠い天体は、FarFarOut という愛称を持つ、大きさ 400 km の天体です。 太陽から132天文単位の距離で観測しています。 参考までに、海王星は太陽から約 30 天文単位の距離を周回しています。
しかし、日本の近畿大学の惑星科学者パトリック・ソフィア・リカウカ氏と国立天文台研究センターの伊藤崇史氏は、わずかに異なる変形を考案し、それによると、観測された太陽系外縁天体の挙動は、太陽系外縁体の存在によっても説明できるという。少なくともサイズの点で地球により似た、より小さな地球型惑星。 また、もう少し近い軌道、つまり 250 ～ 500 天文単位の中距離を周回することになります。
バティギン氏とブラウン氏によると、プラネット・ナインは、太陽系の形成中に木星によって元の軌道から弾き出された巨大惑星の核である可能性があるという。
プラネット ナイン:バティギンとブラウンは、プラネット ナインは、太陽系の創成期に木星によって元の軌道から弾き出された原始的な巨大惑星の中心であると提案しました。 pic.twitter.com/zhMpjWn0eM
— チューリップ先物 – Lion AI 搭載 (@hello_all) 2018年9月6日
他の人は、この惑星は別の星から来た可能性がある、つまり、かつてはさまよう惑星であったと信じています。 あるいは、それはさらに遠い軌道で形成され、通過する星の周りの現在の離心軌道に引き込まれたのかもしれません。 他の著者は、これは惑星ではなく、宇宙の始まりからの（同じ質量の）原始ブラックホールであり、それが私たちがそれを見ることができない理由であると信じています。
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WISE (広視野赤外線測量探査機) や Pan-STARRS (パノラマ測量望遠鏡および迅速応答システム) などの空の調査ではプラネット ナインは検出されていませんが、海王星のタイプの天体の存在さえもまだ排除していません。太陽系の外側の部分。 しかし、惑星 9 が観測されるまでは、その存在は単なる仮説に過ぎません。
太陽系の郊外に別の未知の惑星があるという考えは新しいものではありません。 天文学者の間では、天力学のモデルに基づいた同様の真剣な推測が 2014 年に現れた。2015 年 12 月には、天文学者のグループがアタカマ砂漠電波望遠鏡アレイ (ALMA) の観測の一部を、郊外を移動する未知の惑星からのマイクロ波放射であるとさえ解釈した。太陽系の。 また、他の物理モデルも、他の大きな惑星の重力の影響によって、星系の端に「投げ飛ばされる」可能性がある 5 番目の大きな惑星の存在を予測していました。 しかし今のところ、天文学者が計算できるのは、仮説上のプラネット・ナインのおおよその軌道と、それが発生する可能性が最も高い地域だけであり、特定の時点でのその具体的な位置は分からない。
カイパーベルト、散乱円盤、オールトの雲
海王星の軌道の真上にある空間（太陽から約 30 天文単位の距離で周回しています）は、ジェラルド・カイパーによるこの領域に関する古典的な研究にちなんで、カイパー ベルトと呼ばれています。 直径が 100 km を超える小さな天体は約 100,000 個（これまでにカタログ化されているのは約 1,000 個だけ）あると推定されていますが、ベルトの総質量はせいぜい地球の質量の 10 分の 1 であると推定されています。 これらの天体は、およそ数百年から数千年かけて太陽の周りを周回します。 カイパーベルトの力学構造のほとんどは、8 つの既知の惑星を含む太陽系の重力の影響という枠組みの中で理解できますが、約 4000 年以上の公転周期を持つ天体は、(Batygin と Brown によれば) 独特の軌道配置を示しています。それはこの従来の説明に反するものです。
また、ここを周回している冥王星は、直径が約 2,300 km、質量が地球の 2,000 分の 1 で、カイパーベルトで最大の天体です。
私たちがさらに宇宙の「深く」に行くと、いわゆる散乱円盤の領域に入ります。その物体は太陽から 100 天文単位以上、つまり約 149 億 6,000 万 km 離れている可能性があります。 これには、海王星を超えた領域で知られている最大の天体である準惑星エリスも含まれますが、実際には冥王星の方が大きいため惑星としての地位を剥奪されました。
エリスは 2003 年に発見され、557 年かけて太陽の周りを一周します。 散乱円盤領域は短周期彗星の発生源でもあると考えられています。 しかし、私たちの惑星系の最も遠い部分はオールトの雲です。
架空のオールトの雲
これまでのところ、これはむしろ計算された球形の雲で、約 1 兆個の小さな凍った彗星核で構成されています。 ここからの一部は時々惑星領域に向かい彗星になり、他のものはオールトの雲とカイパーベルトの外側境界の間を移動します。
そのような「移民」の一例は、太陽の周りを一周するのに信じられないほどの10,800年かかる惑星セドナです。
私たちの観測機器のレベルは向上し続けていますが、私たちの星系内のすべての大きな天体を発見したかどうかという疑問は依然として有効です。 100% の確実性はありません。
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#天文学者たちは今も太陽系の端で惑星ナインを探している