米国のカリフォルニア工科大学の研究チームは1月20日(現地時間)、海王星の外側をまわる軌道に、地球の約10倍もの質量をもつ大きな惑星が存在する可能性があると発表した。今後、望遠鏡による観測で存在が確かめられれば、太陽系の第9惑星になる可能性がある。

発見したのは同大学の天文学者マイケル・ブラウン(Michael Brown)氏とコンスタンティン・バティギン(Konstantin Batygin)氏らのチーム。論文は米天文学会の専門誌「アストロノミカル・ジャーナル」に掲載された。太陽系第9惑星になることへの期待を込めて、この天体は「プラネット・ナイン」(Planet Nine)という名前で呼ばれている。

彼らはまず、海王星の軌道より外側の黄道面に広がるエッジワース・カイパーベルト天体のうち、6つの天体の軌道に注目した。この6つの天体はどれも大きな楕円軌道を描いているものの、太陽から見た際の楕円の伸びる方向や、太陽の赤道面からの傾きがほぼ同じであった。

これほどの並びが、これら天体たち自身のみの作用によって起こる確率は0.007%ほどと推定されており、巨大な質量をもつ未知の天体の影響によって起きた可能性があるとされた。そして数理モデルとコンピューター・シミュレーションを使った解析の結果、これら6つの天体の不可思議な並びを説明できる、巨大な未知の惑星が存在する可能性が高いことがわかったという。

発表によると、この「プラネット・ナイン」は天王星型天体と呼ばれる、水やメタン、アンモニアを主成分とする巨大な氷を主体とし、その周囲に分厚い大気をもつ星であると推測されている。質量は地球の約10倍、冥王星と比べると約5000倍とされ、また太陽からの平均距離は太陽系で最も遠い惑星である海王星の約20倍に匹敵する。太陽のまわりを1周する公転周期は1万年から2万年にもなるという。軌道は、6つの天体とは逆の方向に大きく伸びる楕円の形をしており、太陽の赤道面からの傾きは6つの天体とほぼ一致しているとされる。

「プラネット・ナイン」の想像図。天王星や海王星のように、巨大な氷を主体とし、その周囲に分厚い大気をもつ「天王星型天体」であると考えられている。 (C) Caltech/R. Hurt (IPAC) 今回の研究のきっかけとなった6つの天体の軌道と、プラネット・ナインの軌道を示した図。6つの天体はほぼ同じ方向に楕円が伸びており、一方のプラネット・ナインはその反対側に向けて楕円が伸びている。 (C) Caltech/R. Hurt (IPAC)

真の太陽系第9惑星になれるか

かつて太陽系の第9惑星には、1930年に発見された冥王星が位置していた。しかし1990年代以降、観測技術の発達で、冥王星に似た特性をもつ天体が続々と発見されたことで、国際天文学連合(IAU)は2006年に新しい「惑星の定義」を策定。その結果、その新しい定義に満たない冥王星は惑星から外され、他の冥王星に似た天体とともに、「準惑星」という新しいカテゴリーに分類されることになった。今回「プラネット・ナイン」の可能性を発見したマイケル・ブラウン氏は、冥王星に似た天体をいくつも発見し、冥王星を「格下げ」させるきっかけを作った人物でもある。

ブラウン氏らはすでに望遠鏡によるプラネット・ナインの捜索を始めているものの、もし太陽に近付いていれば、これまでの観測ですでに見つかっているはずであり、したがって現在は太陽から遠いところに位置している可能性があるとしている。もし軌道の中で最も遠い場所に位置しているとすれば、ハワイ・マウナケア山頂にある世界最大級の望遠鏡であるW・M・ケック天文台や「すばる」望遠鏡が必要で、また確認には数年を要するだろうとしている。また過去に、今回と同様に太陽系の外側の天体の動きから、未知の大きな天体があるのではと推測されたことは何度かあり、今回が初めてではない。

もし「プラネット・ナイン」が実際に望遠鏡によって発見されれば、新たに太陽系第9惑星になる可能性はある。しかし、質量は十分なものの、軌道は大きな楕円形をしており、また太陽の赤道面から傾いていることなどからも、地球や火星、木星と並ぶ「惑星」の仲間に入れるかどうかは議論になるとみられる。

今回の発見をしたカリフォルニア工科大学の天文学者マイケル・ブラウン氏(左)とコンスタンティン・バティギン氏(右) (C) Lance Hayashida/Caltech

プラネット・ナインの解説動画 (C) Caltech AMT