惑星X

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主な太陽系外縁天体地球の比較

惑星X(わくせいエックス、Planet X)とは、海王星よりも遠い軌道公転していると仮定される惑星サイズの天体 (Planets beyond Neptune) である。Xローマ数字10を表すのではなく、「未確認」を意味するアルファベットのエックスである。

概要[編集]

惑星Xが存在するという説は、ガス惑星、特に天王星と海王星の軌道運動に理論との矛盾が見られたことから、最初は9番目の惑星として、1930年冥王星発見以降は第10惑星として主張されてきた。この矛盾の多くは後の観測ではほぼ解消したが、20世紀末以降に発見された多数の太陽系外縁天体の分布や、長周期彗星の起源などを説明する根拠として再び惑星Xの存在を仮定する説が唱えられている。

冥王星は惑星Xの探索の過程で発見された天体であったが、研究者が捜し求めていた惑星Xではなかった。2006年8月24日、IAU(国際天文学連合)総会において太陽系惑星の定義が決定され、太陽系の惑星は海王星までの8つとされた。今後惑星サイズの天体が発見されたとしても、IAUの定義に照らして惑星と認められるかどうかは不明である。

大衆文化においては、惑星Xは未発見の太陽系天体や第10惑星(冥王星の準惑星への再定義後は第9惑星)を指す一般的な代名詞となっている。

天王星・海王星の軌道を説明するための惑星X[編集]

19世紀の終わり頃、多くの天文学者は海王星の外側に惑星が存在すると推測していた。海王星は、天王星や土星木星の軌道運動の観測結果と理論計算との間にあった矛盾を説明するものとして、ジョン・クーチ・アダムズユルバン・ルヴェリエといった数学者の計算に基づいて発見された。しかし海王星の発見後、これらの惑星の軌道になお僅かながら誤差が存在すること、また海王星自身の軌道にも誤差があることが明らかになった。この事実は海王星の外側に別の惑星が存在するためであると考えられた。

火星運河を観測したという主張で最も良く知られている天文学者のパーシヴァル・ローウェルは、この仮想的な惑星を「惑星X」と呼んだ。当時は8個の惑星しか知られておらず、このXはローマ数字の10ではなく未確認 (unknown) の意味である。ローウェルはまず1909年まで探索を行い、続いて新惑星の位置予測を修正して1913年から1915年まで再度探索したが、惑星を発見することはできなかった。この後、ローウェルは自分が計算した惑星Xの軌道パラメータの仮説を発表した。皮肉にもこの1915年に、ローウェル天文台では冥王星の暗い画像が2枚撮影されていたが、当時これらは惑星だとは認識されなかった。

冥王星の発見[編集]

1916年にローウェルは死去したが、1928年にローウェル天文台で別の探索が開始され、1930年クライド・トンボーによって冥王星が発見されることとなった。

発見当初は冥王星こそ惑星Xであると考えられたが、冥王星の質量は海王星の軌道を説明するには小さすぎることが明らかになったため、探索はその後も続行された。

さらなる惑星Xの探索[編集]

冥王星の発見の後も、トンボーは別の遠方の惑星を求めて黄道上を探索し続けた。彼は数多くの小惑星変光星彗星を発見したが、惑星は見つからなかった。

冥王星の後、長い間にわたって太陽系外縁天体は見つかっていなかったが、1992年(15760) 1992 QB1が発見された。これ以降、千個以上の外縁天体が発見されている。これらの天体は現在ではその多くがエッジワース・カイパーベルト天体(EKBO)に属すると考えられている。

EKBOは海王星の外側の黄道面上を公転するに覆われた天体で、太陽系の形成時に取り残された天体だと考えられている。現在では冥王星自身も、最も大きなEKBOの一つであるとされている。

このことから、冥王星を惑星と呼ぶべきどうかについて議論が起こり、2006年に定められた太陽系の惑星の定義により、冥王星は惑星から外れることとなった。

惑星Xへの反証[編集]

宇宙探査機パイオニア10号11号ボイジャー1号2号によって、ローウェルが仮定した惑星Xの存在は二つの面から否定されている。第一に、これらの探査機が外惑星の近くを通過した際に惑星から受けた重力による加速度の値から、これらの惑星の質量が高精度で求まった。これによって、地上観測に基づく計算から得られていた外惑星の質量は最大約1%小さかったことが明らかになった。この修正された質量に基づいて外惑星の軌道を決定することで矛盾は解消した。

第二に、これらの宇宙探査機の軌道からは、太陽系内にある未発見の大きな惑星の重力を考えなくてはならないような誤差は検出されなかった。多くの天文学者はこの事実から、惑星X仮説は役割を終えたと考えた。もっとも、天体の質量が小さい場合にはこの手法では検出できず、外惑星の軌道にも目に見えるような影響を与えないので、地球と同程度の質量を持つ天体が存在する可能性は依然として排除されていない。

外縁天体の分布を説明するための惑星X[編集]

比較的円に近い軌道を持つEKBOの分布は、太陽から55天文単位付近の距離で突然終わり、その外側には離心率軌道傾斜角が大きな散乱円盤天体 (SDO) が存在することが知られており、これは55天文単位より外側に火星と地球の中間程度の質量を持つ天体が存在するためではないか、という推測がある。厳密に言えば、これは昔から言われている惑星Xとは別の仮説に基づいているため、旧来の惑星Xとは別物である。

カリフォルニア工科大学の研究者によって2002年2004年2005年にそれぞれ発見(または軌道が確定)されたクワオアーセドナエリスといった天体は、質量が小さすぎるためにこういった新しい惑星X仮説には当てはまらない。セドナについては新しい惑星X仮説と比較して距離も遠すぎる。

2008年には神戸大学のパトリック・ソフィア・リカフィカ研究員(当時:現近畿大学講師)、向井正教授(当時:現名誉教授)らが惑星Xの予想軌道を算出した[1]。この予想軌道は、天王星や海王星はもともと現在の位置より内側で誕生し、木星や土星の重力による摂動で外側へ移動(ミグレーション)したという仮説に基き、現在の海王星の軌道付近で誕生した天体が海王星に押し出されるように外側へ移動したと仮定してシミュレーションしたものである。「惑星X」の質量は地球の0.3 - 0.7倍(冥王星やエリスの質量は地球の約0.002倍)、直径は地球よりやや小さい程度、軌道傾斜角は20 - 40度、軌道長半径は100 - 175天文単位(ケプラーの法則に基いて計算すると、公転周期は約1,000 - 2,300年)で近日点は80天文単位以遠、近日点付近での明るさは14 - 18等とされる。この予想に基づき、2009年秋から東京大学木曾観測所とハワイ諸島のパンスターズ1による探査計画が始動しており、仮説が正しくかつ条件が整えば5年以内に「惑星X」が発見される見込みである[2][3]

ただし、2006年のIAU総会で決議された太陽系の惑星の定義には「自らの軌道上から他の天体を一掃している」という項目があり、カイパーベルトの外側に惑星サイズの天体が発見されたとしても、上記の項目に該当していなければ惑星とは呼べないことになる。

長周期彗星の起源を説明するための惑星X[編集]

EKBOやSDOより更に外側には、大小無数の氷天体が太陽を半径1光年前後の球殻状に取り巻くオールトの雲があり、それらの氷天体の軌道が何らかの理由で太陽系中枢部まで達する長楕円軌道(または放物線・双曲線軌道)に変わったものが長周期彗星(または非周期彗星)だと考えられている。軌道が変わる原因として銀河系円盤太陽系の近くを通過する恒星、あるいは太陽の伴星などの影響が想定されてきたが、2010年にアメリカ・ルイジアナ大学の John Matese と Daniel Whitmire がオールトの雲付近に木星質量の4倍程度の大きさのガス惑星が存在し、長周期彗星の少なくとも一部はそれによって軌道を変えられたという説を発表した。二人はこの天体を「テュケー」と仮称しており、もし実在するならNASA(アメリカ航空宇宙局)が2009年12月に打ち上げたWISE(広域赤外線探査衛星)の全天サーベイ観測によって発見できるはずだと考えられた。しかし観測では逆に、太陽より26,000天文単位以内に新たな木星質量以上の天体は存在しないとの結果が公表されている。[4]

なお、太陽系には既に“Tyche”と正式に命名された天体が存在する。

フィクションとの関連[編集]

一部の書籍に於いて、古代シュメール人が「ニビル」と呼んだ、約3,600年周期で太陽系と垂直方向の楕円軌道で動いている巨大な惑星が太陽系の中心部へ向かっていることが報告されている、とされている[5]

これらの書籍では、1992年にNASAが「天王星と海王星の軌道の説明不可能な逸脱ぶりは、太陽から112億キロメートル離れた太陽系外縁部に、大きく傾斜した軌道上を進む地球の質量の4-8倍の巨大な天体の存在を示している」と発表した[5]、とされているが、NASAは公式ウェブサイトでニビルの存在を明確に否定している[6][7]

脚注[編集]

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  1. ^ 太陽系外縁部に未知の惑星の存在を予測アストロアーツ・2008年2月28日)
  2. ^ 太陽系「惑星X」発見するぞ…長野・ハワイの天文台、観測スタート、読売新聞、2009年10月5日
  3. ^ 「惑星X」を探せ 海王星軌道の彼方、神戸大が本格探査、産経新聞(ITmedia)、2010年7月5日
  4. ^ A SEARCH FOR A DISTANT COMPANION TO THE SUN WITH THE WIDE-FIELD INFRARED SURVEY EXPLORER”. The Astrophysical Journal. 2014年3月28日閲覧。
  5. ^ a b マーシャル・マスターズ、ジャニス・マニング、ヤッコ・ファン・デル・ウォルプ/著、宮本俊夫/訳『2012年に地球最接近! 惑星Xが戻ってくる―大変動サバイバルガイド』徳間書店、2009年
  6. ^ 2012年地球滅亡説は「でっち上げ」、NASAが異例の声明発表AFP BBNews、2009年11月10日
  7. ^ 2012: Beginning of the End or Why the World Won't End?、アメリカ航空宇宙局、2009年11月6日

関連項目[編集]

外部リンク[編集]