あなたの両親があなたに言っていたように、あなたは特別です。あなたは珍しい花、ユニークな雪の結晶です。他のみんなと同じように。
私たちの太陽系はどうですか？ それ 特別な？地球はかつて宇宙の中心にありました。その後、コペルニクスがやって来て、私たちを私たちの場所に置きました。これで、地球は宇宙のほぼ平均的な領域にあるほぼ平均的な銀河のほぼ平均的な星を周回していることがわかりました。特別な気分にはこれ以上… (前を参照 Nautilus についての話 コペルニクスの原理の潜在的な限界 、どのように 私たちはコペルニクス革命を再定義できます 、なぜ宇宙の中心を離れるのか ステップアップだったかもしれません .)
ちょっと待って！地球はです 特別な。地球は生きている惑星であり、宇宙全体で唯一生命が存在すると確信している惑星です。そして、私たちは生きているという理由だけで特別です。それは驚くべきことではありません!
過去 20 年間で、他の恒星の周りの惑星 (太陽系外惑星または系外惑星と呼ばれるもの) に関する私たちの知識は革命を遂げました。人類の歴史の中で初めて、私たちは太陽系がどれほど一般的か、または珍しいかという問題に取り組む立場にあります.私たちの現在の望遠鏡は、恒星のすぐ近くを周回する惑星を効率的に検出できますが、それより遠い惑星は検出できません。そのため、地球ほど遠くない、水星または金星の軌道内にある恒星に近い惑星を持つシステムを比較することができます。 .
評決は次のとおりです。私たちは行います 異常な惑星系に住んでいます (第 3 惑星について書かれた記事以外でも)!太陽系の奇妙な側面の特徴の 1 つは、地球の 318 倍の質量と 11 倍の大きさの惑星のガス状の獣である木星です。ほとんどの惑星系には、私たちのような巨大ガス惑星はありません。惑星系のわずか約 15% にしか見えません。そして木星が重要です。実際、ジュピターはこの物語の主人公です。
私たちの太陽系のもう 1 つの注目すべき側面は、欠けているものです。太陽のようなすべての星の少なくとも 3 分の 1、おそらく半分以上は、その星に近い (水星が太陽に近い) 惑星をホストしています。これらの惑星のほとんどは、地球より少し大きく、通常は地球と海王星の間の大きさです。いくつかは岩だらけのスーパーアースです いくつかはガスが優勢な 亜海王星 です .問題は、太陽の近くを周回するスーパーアースやサブネプチューンが存在しないのはなぜですか?
その質問に答えるには、これらすべてのスーパーアースとサブネプチューンがどのようにして星に近づいたのかを知ることが役立ちます.そして、なぜそれらはとても一般的なのですか？いくつかの議論がありますが、主要なモデルの 1 つは、それらが星の近くで形成されなかったと提案しています。むしろ、それらは地球をはるかに超えたはるかに広い軌道で形成されました。発生期の原始惑星系円盤との重力相互作用により、軌道が縮小し、惑星が恒星に近づきました。このプロセスは軌道移動と呼ばれます。本質的に、スーパーアースとサブネプチューンは、惑星系の外側から内側に移動する侵略者である可能性があります。これらの惑星は、望遠鏡が効率的に惑星を見つけることができる、そのシステムの内部領域を征服しました。
スーパーアースが侵略者である場合、木星は私たちの守護者です。木星は、地球の数倍の質量を持つ岩石または氷の惑星として誕生したと考えられています。円盤から大量のガスを重力で引き寄せて巨大化することができました。これを考える別の方法は、木星は移動するスーパーアースとして始まった可能性がありますが、巨大ガスになったときに速度が低下したということです。原始惑星系円盤にリング状の隙間を作るのに十分な重力があったため、移動が遅くなりました。その時点から、内部太陽系に侵入しようとするスーパーアースは過去に移動しなければなりませんでした 木星。しかし、木星の巨大な重力と、それが原始惑星系円盤に刻んだギャップは、移動障壁として機能し、成長の遅い岩石惑星を保護していました。この意味で、天王星と海王星、そして土星のコアでさえも、私たちのガス巨大ボディーガードである木星によって阻止された侵略者を表しています.
太陽系外惑星系の増え続けるサンプルを使用して、このアイデアをテストできます。木星のような軌道にある巨大ガス惑星は、熱いスーパーアースやミニ海王星の系と逆相関しているはずです。かなり単純に見えますよね？さて、生命と科学は私たちが望むよりも複雑です。 まだこれを完全にテストすることはできません .その理由の 1 つは、ホット スーパー アースが見つかった星は、木星が簡単に見つかる星と同じではないということです。さらに、このモデルでは、スーパーアースが時折木星を「ジャンプ」して通過するため、統計的な比較を行うには大量の惑星のサンプルが必要です。答えは数年以内にわかるはずです。
それでも、太陽系外惑星科学の最前線にいるのはクールなアイデアです。私たちの太陽系が特別な理由は、木星にあるのかもしれません。木星がなければ、チンギス・ハーンがユーラシアを席巻したように、移動するスーパーアースによって太陽系内部が制圧された可能性があります。もしそれが起こったら、地球はおそらく千マイルの深さの海に覆われるでしょう。では、望遠鏡はどこに置くのでしょうか?
Sean Raymond は、惑星系の形成と進化を研究している天文学者です。また、planetplanet.net でブログを書いています。
