2006年8月24日を昨日のことのように覚えている人もいるだろう。冥王星が排他的な「惑星クラブ」から追い出された日だ。
私（Sara）は11歳だったが、クラス全員が昼休みに「冥王星は惑星である」と熱唱し、私たちが得たばかりの情報に抗議した。感動的な光景だった。当時、11歳の私は憤慨していた。そして今、ずいぶん大きくなった私は心から受け入れている：冥王星は惑星ではない。
Saraと同じように、私（Rebecca）も冥王星が矮星に再指定されたことを鮮明に覚えている。私にとっては、天体が再分類されたことよりも、冥王星が矮小に分類されたことの方が嬉しかった。結局のところ、それが科学であり、新しい知識によって物事は変化する。そうではなく、天文学界がどのように広報活動を行ったか、ということだった。
公的な人格で知られる人気天文学者でさえ、ほとんど無愛想な説明でつまずいた。チャンスを逃したのだ。降格という悪い表現で伝えられたのは、実際には太陽系の新たなエキサイティングなメンバーの発見であり、冥王星はその最初の発見だった。
良いニュースは、天文学者のメディアサポートが充実し、多くの素晴らしい科学に追いつけるようになったことだ。では、見逃したかもしれないものを見ていこう。
衝撃的な降格への回帰
2005年にエリスが発見された日、冥王星の運命はほぼ確実に決まった。冥王星と同様、エリスは太陽系の外縁を回っている。冥王星よりも半径は小さいが、質量は大きい。
天文学者たちは、冥王星やエリスのような天体の発見は、望遠鏡が高性能になればなるほど、より一般的になるだろうと結論づけていた。彼らは正しかった。現在、太陽系には5つの準惑星が知られている。
「惑星」と「準惑星」を分類する条件は、国際天文学連合によって定められた。手短に言うと、2006年当時、冥王星はターゲットにされていなかった。冥王星は、本格的な惑星としての3つの条件をすべて満たしていなかっただけなのだ：
- 恒星（太陽系では太陽）の周りを回っていること。
- 重力によって球形になるのに十分な大きさであること。
- 冥王星自身の重力によって、軌道の近くにある同じような大きさの天体が取り除かれる大きさであること。
3つ目の基準は、冥王星の破滅である。冥王星は近隣の天体を取り除いていないのだ。
では、太陽系には8つの惑星しかないのだろうか？そうとは限らない。もう一つ、発見されるのを待っているものがあるかもしれない。
プラネット・ナインは存在するのか？
新しくて遠い準惑星の発見とともに、天文学者たちはやがて、太陽を回る準惑星の運動がまったく辻褄が合わないことに気づいた。
太陽系のような複雑な環境で重力相互作用がどのように作用するかをモデル化するために、スーパーコンピューターの複雑なシミュレーションを使うことができる。
2016年、カリフォルニア工科大学の天文学者Konstantin BatyginとMike Brownは、準惑星とその観測経路をモデル化した結果、数学的にはプラネット・ナインが存在するはずだと結論づけた。
彼らのモデリングによれば、この惑星は地球の約10倍の質量を持ち、太陽から約900億km離れた場所にあるはずだ（冥王星の約15倍）。これはかなり大胆な主張であり、懐疑的な見方もある。
そのような惑星が存在するかどうかを判断するのは簡単だと思われるかもしれない。望遠鏡をその惑星があると思われる方に向けて見ればいいだけだろう？何十億光年も離れた銀河を見ることができるのなら、太陽系内に第9惑星を見つけることができるはずではないだろうか？
問題は、この理論上の惑星がどれほど明るいか（明るくないか）にある。最良の見積もりでは、その惑星は地球最大の望遠鏡の深さの限界に位置している。言い換えれば、冥王星の600倍は暗いということだ。
もう1つの問題は、どこを見ればいいのかわからないということだ。太陽系は本当に大きく、プラネット・ナインが隠れているかもしれない全天をカバーするにはかなりの時間がかかる。さらに物事を複雑にしているのは、この探索にちょうどいい条件が揃う時期は、毎年ほんのわずかしかないということだ。
とはいえ、探査を止めることはできない。2021年、Atacama Cosmology Telescope（ACT）を使ったチームが、太陽系外縁部でのプラネット・ナインの動きを探索した結果を発表した。
その存在を確認することはできなかったが、さらなる追跡調査のための10個の候補が示された。太陽系外縁部に何が潜んでいるのかがわかるのは、ほんの数年後のことかもしれない。
太陽系外惑星を見つける
宇宙初期からの銀河を明らかにできる望遠鏡があるとはいえ、太陽系外の惑星（太陽系外惑星とも呼ばれる）を直接撮影することはまだ容易ではない。
その理由は基礎物理学にある。惑星は非常に暗い赤色の波長の光を放つため、恒星の光を反射しているときしか、はっきりと見ることができないのだ。恒星から遠ければ遠いほど、惑星は見えにくくなる。
天文学者たちは、外国の恒星系にある惑星を探すには他の方法を見つけなければならないことを知っていた。冥王星が再分類される前に、彼らはすでに最初の太陽系外惑星である51ペガシBを、半径速度法を使って検出していた。
この巨大ガス惑星は十分に大きく、恒星に近いため、2つの重力の綱引きを地球からずっと探知することができる。しかし、この発見方法は地球の表面からでは面倒で困難である。
そこで天文学者は、太陽系外惑星を発見する別の方法としてトランジット法を考え出した。水星や金星が太陽の前を通過するとき、太陽の光がわずかに遮られる。強力な望遠鏡を使えば、遠くの星系でもこの現象を探すことができる。
ケプラー宇宙望遠鏡とTESS（Transiting Exoplanet Survey Satellite：太陽系外惑星探査衛星）を使ってこれを行う。どちらも何万もの恒星を観測し、何千もの新しい惑星を発見している。
しかし、これらの天文台が教えてくれるのは、惑星の大きさと恒星からの距離だけである。惑星が生命を宿しているかどうかはわからない。そのためには、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が必要だ。
生命を探す
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は、最初の1年半を終えたところだ。JWSTの多くの成果の中には、トランジット法によって可能となった太陽系外惑星の大気中の分子の検出がある。
太陽系外惑星のひとつ、WASP-17は「ホット・ジュピター」とも呼ばれている。その雲には石英のナノ結晶が確認されており、SF小説の1ページから飛び出してきたかのようだ。
一方、ケプラーによって発見されたスーパーアースK2-18bからは、メタンと二酸化炭素が検出された。しかし、このような発見には驚かされるが、生命に必要な魔法の成分である水蒸気はまだ見つかっていない。
惑星研究の分野は進化しており、2024年は期待できそうだ。もしかしたら、JWSTが太陽系外惑星の大気中に水蒸気の痕跡を発見するかもしれない。冥王星の穴を埋めるプラネット・ナインが誕生するかもしれないのだ。
今後のエキサイティングな科学に乞うご期待。
コメントを残す