多くの天文学者は、一世代に一度の発見が間近に迫っていると確信している.それは教科書を小学校レベルまで書き換えるだろう. 「写真を撮るたびに、第九惑星が写っている可能性があります」と、東京大学の天文学者、Surhud More 氏は述べています。
海王星のはるか彼方に潜んでいると考えられている架空の天体であるプラネット ナインは、その存在を示す状況証拠を蓄積し続けています。しかし、それを見つけることができた望遠鏡はまだありません。プラネット・ナイン仮説の擁護者であり、カリフォルニア工科大学の天文学者であるマイケル・ブラウンは、誰かがすぐにそれを見つけるだろうと「永遠に楽観的」であると感じていますが、プラネット・ナインが存在する場合、本質的に見えないかもしれないと信じる理由があります.既存の天文台。最近のカリフォルニア工科大学のワークショップでは、20 人の物理学者が集まり、最新のニュースを共有し、より創造的な狩りの方法について話し合いました。
プラネット ナインの最初の証拠が表面化したのは 2014 年のことで、小惑星が発見され、カイパー ベルトの向こうにいくつかの小さな氷の世界が太陽の周りを疑わしいほど似たような経路をたどっていたことが明らかになりました。カーネギー科学研究所の天文学者で、2014 年の小惑星の共同発見者であるスコット シェパード氏は、「複数のものが同じ軌道にある場合、何かがそれらを押していることになります」と述べています。ブラウンと彼の同僚であるコンスタンチン バティギンは、2 年後に具体的な予測を行いました。彼らが呼ぶ「摂動星」は、地球質量の 5 ～ 20 倍の重さであり、太陽から地球の数百倍または 1,000 倍も離れた楕円軌道をたどるはずです。
外では、宇宙は驚くほど速く暗くなります。 2 倍離れた惑星は 16 倍暗く見えます — 太陽光の強度は、外に出て 4 分の 1 に弱まり、再び 4 倍戻ってきます。軌道距離が 600 天文単位 (1 AU は地球と太陽の間の距離) の場合、第 9 惑星は 30 AU の海王星よりも 160,000 倍暗くなります。 1,000 天文単位では、100 万倍以上弱く見えるでしょう。ペンシルバニア州立大学の天文学者であるケビン・ルーマンは、「基本的に、1,000 天文単位には実際にレンガの壁があります」と述べています。
それが、地球に目を向けることが非常に困難であることが証明された理由の一部です。ブラウンもシェパードも、ハワイですばる望遠鏡を使って惑星を探しているチームを率いています。すばるは広い視野を持っているため、チームは満月 4,000 個分の大きさの潜在的な捜索エリアを探し回ることができます。 (他の望遠鏡を使用することは、「ストローを通して見る」ようなものだとシェパードは言いました。) 過去 2 年間、各チームは毎年約 1 週間の観察時間を確保してきました。完璧な天気があれば、理論的には、関心のある領域のほとんどをカバーするのに十分な時間でした.しかし、風が強く曇った夜は、計画された多くの観測を中止しました.
天文学者がすぐに捜索エリアをカバーしたとしても、宇宙的に不運が惑星を隠し続ける可能性があります.天の川の光害に紛れているか、明るい星のまぶしさに隠れているのかもしれません。 「その可能性を考えると、夜眠れなくなります」とブラウンは語った。さらに悪いことに、1,000 AU の壁を超える軌道の一部にある可能性もあります。それが元に戻るのを待つには、何千年もかかるでしょう.
したがって、バックアップ検出計画が必要です。 1 つのアイデアは、体が直接発する熱の輝きを探すことです。ルーマンは、2014 年の赤外線データの分析で、巨大ガス惑星よりも大きくて暖かいものの存在を基本的に除外しましたが、物理学者は、より小さくて冷たいプラネット ナインがスペクトルのミリメートル部分で輝くと予想しています。ここでは星が薄暗いので、ブラウンの悪夢のシナリオのリスクは少なくなります。何よりも、反射光とは異なり、直接放射は片道だけで済みます。
イリノイ大学の宇宙学者であるギルバート・ホルダー氏によると、南極大陸とチリにある現在のミリ波望遠鏡は、プラネット・ナインが捜索範囲を外れて迷子になった場合、今日でもそれを検出できる可能性があります。しかし、これらの機器は宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) のマッピングに忙しいため、必ずしも適切なタイミングで適切な方向を向いているとは限りません。ホルダーは、次世代 CMB 実験を待っています。彼の予備計算では、1,000 天文単位で地球と同じくらい小さい惑星を拾うことができると推定されています。 「これがオンになると、プラネット ナインが隠れる場所はなくなります」と彼は言いました。
しかし、その瞬間はまだ10年以上先のことであり、忍耐力のない魂は、今日のデータセットにプラネット・ナインの兆候が埋もれているのではないかと考えています.ミリ単位の光で輝くだけでなく、予測された天体は、既知の惑星の軌道をごくわずかに彫刻する.たとえば、長さ 50 億キロメートルの軌道上でわずか 12 メートルであっても、巨大ガス惑星を重力で微調整する必要があります。
土星系を通過するカッシーニ探査機の経路を 10 年以上追跡した後、一部の研究者は、環状惑星の軌道がモデルの予測とは異なると考えています。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天体物理学者であるマシュー・ホルマンは、「パターンがあります。彼は土星の軌道のモデルをカッシーニのデータと比較し、未知の何かのヒントを見つけました。 「太陽系外縁部に惑星を入れれば、より適合するだろう」と彼は言いました。
しかし、NASA のジェット推進研究所の研究者は、太陽系の独自の微調整モデルを維持していますが、これには同意しません。カッシーニがスラスターを発射したり、別の惑星フライバイを行ったりするたびに、探査機の速度と位置の記録に不確実性が忍び寄りました。各モデルはこれらのエラーの原因を異なる方法で処理し、JPL のアルゴリズムは、プラネット ナインの信号を覆い隠すのに十分なノイズがあることを示唆しています。
カッシーニのミッションが終わった今、決定的な答えはより正確なセンサーを待たなければならないかもしれません.別のワークショップの講演では、スマートフォンの加速度計に似た、強化された加速度計のネットワークを使用して、太陽系全体を重力マッピングする方法について説明しました。 JPL の物理学者であるマカン・モハゲグは、原子のグループが波のように振る舞うポイントまで冷やされると、このトリックを実行できると考えています。このような波状物質の 2 つのパケット間の干渉は、動きに非常に敏感です。モハゲグ氏によると、この技術に基づく 3 つまたは 4 つのセンサーを軌道に乗せれば、未知の重力擾乱の場所を特定できるという。彼のグループは 5 月に国際宇宙ステーションに試験装置を打ち上げました。
プラネット・ナインがそこになくても、狩りは他の発見をもたらしています。シェパードは、木星の小さな衛星の発見 (場合によっては再発見) を間もなく確認する予定です。すばるの調査でブラウンと協力しているモアは、ちらつき星をターゲットにして、私たちの銀河の周りの暗黒物質のハローをマッピングしています。 「私たちは、本当に夜にぶつかるものを見つけようとしています」とシェパードは言いました.
