カリフォルニア工科大学の科学者らは、コンピューターモデリングと天文学の歴史的データを用いて、太陽系に第9惑星が存在する証拠を発見したと主張している。
この新しい惑星は地球の約10倍の質量を持ち、太陽の周りを非常に偏心した軌道を描いて公転しています。1万年または2万年で太陽を一周し、太陽からの距離は地球の公転軌道の200倍です。この惑星はまだ観測されていませんが、太陽系を取り囲むカイパーベルトの天体への影響に基づいて、存在が確定されています。
「これは真の第9惑星と言えるでしょう」と、カリフォルニア工科大学のリチャード・アンド・バーバラ・ローゼンバーグ惑星天文学教授、マイク・ブラウン氏は述べた。「古代以降、真の惑星が発見されたのはたった2つだけで、これは3つ目の惑星となります。太陽系のかなり大きな部分がまだ発見されていないというのは、非常に興味深いことです。」
それは真実です。惑星の現代的な定義のおかげです。望遠鏡が登場する以前から、土星に至るまでのあらゆる惑星について私たちは知っていました。そして光学の進歩は、1781年に天王星の発見につながりました。
海王星の存在は、この新しい第9惑星と同様に、1846年に天王星の不規則な動きに基づいて特定される前に数学的に証明されていました。冥王星も数学的に存在が証明されましたが、確認されるまでに約100年かかり、その後、悪名高い2006年の天文学者投票で準惑星に降格されました。
新しい第9惑星の場合、その心配はない。この惑星はカイパーベルトの物体の動きを予測可能にするほど巨大であり、ブラウン氏と共同研究者のコンスタンチン・バティギン氏は、この惑星の存在について彼らが誤解している可能性はわずか0.07パーセントだと見積もっている。
天文学ジャーナルの最新号に掲載された論文の中で、二人は、ブラウンの学生がカイパーベルトにある13個の大きな物体が、はるかに大きな天体の影響を受けているかのように奇妙な動きをしていることに気づいたことから、どのようにして惑星を発見したかを詳しく述べている。
ブラウンとバティギンはその後18ヶ月を費やし、この動きの原因となる可能性のある複雑な数学的シミュレーションを構築し、それをコンピュータモデルに当てはめました。ブラウンは天文学的なデータを提供し、バティギンは物理学を応用して何が起こっているのかを解明しました。
「私は観測的な側面をいくつか持ち込み、彼は理論的な議論を持ち出して、私たちは互いに刺激し合いました。こうしたやり取りがなければ、この発見はなかったと思います」とブラウン氏は語った。「太陽系の問題に取り組んだ中で、おそらく最も楽しい1年だったと思います。」
当初、二人は他のカイパーベルト天体が軌道異常を引き起こしているのではないかと考えましたが、計算が合いませんでした。カイパーベルトの質量は、私たちが理解している質量の100倍必要だったはずです。そこで残ったのは、他の惑星の軌道に対して直角に太陽を周回する惑星の影響でした。
軌道としては遥か彼方にある（出典：CalTech/R.Hurt）
「当然の反応は『この軌道形状は正しくない。長期的に安定するはずがない。結局のところ、惑星とこれらの天体が出会い、最終的には衝突することになるからだ』でしょう」とバティギン氏は語った。「それでも、私は非常に懐疑的でした。天体力学でこのような現象を見たことがなかったからです。」
この理論が正確であるためには、同様の90度の軌道を描くカイパーベルト天体が他にも存在する必要がある。3年間の観測を経て、2人はまさにそのような軌道を描く比較的大きな天体を4つ発見した。
「これらの天体の位置と軌道をプロットしたところ、シミュレーションと完全に一致しました」とブラウン氏は言う。「それが分かった時は、本当に驚きました」
惑星は若い恒星を取り囲む物質の円盤から形成されると考えられているが、この異常な軌道は、9番目の惑星も最初はそのようにして始まったかもしれないが、おそらく木星のような大きな天体によって軌道がずれ、新しい軌道に送られたことを示唆している。
太陽から非常に遠く離れた軌道を周回しているにもかかわらず、第9惑星は私たちの最も強力な望遠鏡を使えばまだ見えるはずです。もしかしたら、星の探査で発見されたものの、その正体が分からなかったのかもしれません。今、はっきりと観測できる最初の惑星を探し求めて、捜索が始まっています。
「見つけたら嬉しいです」とブラウン氏は言う。「でも、もし他の誰かが見つけてくれたら、本当に嬉しいです。だからこそ、この論文を発表するのです。他の人たちが刺激を受けて、探し始めることを願っています。」®
