過去 10 年間にわたり、太陽系のはるか外縁に惑星が存在する可能性について研究が行われ、その惑星はプラネット ナインとして知られるようになりました。しかし、私たちのすぐ近くに別の惑星があるかもしれません。研究者らは、仮説上の惑星ナインよりも地球に近い、カイパーベルト地域に地球に似た惑星が存在する証拠を発見しました。
これまでのカイパー ベルトの探査を示すアーティストのコンセプト。画像クレジット:NASA。 カイパー ベルトは海王星の向こうに位置し、約 30 ～ 55 天文単位 (天文単位、AU は地球から太陽までの距離に等しい) の範囲に広がっています。この地域には、1兆個を超える彗星を含む多数の氷天体があふれており、その最高の宝石として冥王星が存在します。しかし、私たちの太陽系のこの付近には、まだいくつかの秘密が隠されている可能性があります。
日本の天体物理学者のチームは、綿密な観察を行った結果、一部のカイパーベルト天体が奇妙な動作をしていることに気付きました。
これらの不規則性は、より実質的な物体の重力の影響を示唆しています。言い換えれば、これらの奇妙な動きは、その領域に惑星が存在することによって完全に説明されることになります。
この発見は、「カイパーベルト惑星（KBP）」と呼ばれる惑星が、太陽から約200～500天文単位の距離に潜んでいることを示している。太陽から 400 ～ 800 天文単位の距離にあると考えられる理論上の惑星ナインとは異なり、この惑星の質量は地球の 1.5 ～ 3 倍であると考えられます。参考までに、冥王星は地球から 39 天文単位の距離にあります。
「私たちは地球に似た惑星の存在を予測しています」と近畿大学のパトリック・ソフィア・リカウカ氏と国立天文台の伊藤隆氏は書いている。 「初期の太陽系にはそのような天体が数多く存在していたので、原始的な惑星体がカイパーベルト惑星 (KBP) として遠くのカイパーベルトに生き残った可能性があると考えられます。」
宇宙の裏庭で惑星を探しています
新しい惑星を見つけるのは複雑です。太陽系の外にある系外惑星の場合、天文学者は、これらの惑星が恒星を通過するときにかすかな光の薄暗さを監視します。私たち自身の星系内では、天体の動きを正確に観察する必要があるため、探索はより複雑になります。歴史的に、海王星の発見は、ユルバン・ル・ベリエがニュートンの予測から逸脱して天王星の軌道異常を特定したときに起こりました。ドイツの天文学者ゴットフリート ガレは、彼の疑念を裏付けて、ル ベリエが予測した場所に海王星が位置していることを発見しました。
たとえば、海王星は、天文学者ユルバン・ル・ベリエが天王星の軌道とニュートン物理学が予測した軌道との違いを発見した後に発見されました。その後、ドイツの天文学者ゴットフリート ガレは、その惑星がル ベリエの言った場所にあるかどうかを確認しに行き、実際にその通りでした。
これはカイパーベルト内で起こったことと似ています。研究者らは、この地域の一部の天体が異常な動作をする軌道を持っていることを発見し、これはそれらの天体がより大きな天体の重力の影響を受けていることを示唆していると考えている。彼らはまた、多くの高傾斜天体、つまり軌道が大きく傾いている天体も発見しました。
これに興味をそそられた彼らは、観察された行動を説明するために構成されたコンピューター シミュレーションを多数実行しました。シミュレーションの結果、彼らの観測の最も可能性の高い説明は、カイパーベルト内に位置する惑星であることが示されました。シミュレーションでは、惑星が存在する場合、約 30 度の傾斜があることも示されました。
「遠く離れたカイパーベルトの軌道構造をさらに詳しく知ることで、太陽系外縁部にある仮説上の惑星の存在を明らかにしたり、その存在を排除したりできる可能性がある」と研究者らは書いている。 「カイパーベルト惑星の存在は、木星横断領域における惑星形成と力学的進化に新たな制約を与える可能性もあります。」
そのような惑星が存在するかどうかはまだ確認されていません。今のところ、これは説得力のある仮説ですが、あくまで仮説にすぎません。それを本当に確認するには追加の観察が必要です。
この研究は The Astronomical Journal に掲載されました。
