太陽系には新しい9番目の惑星があるようです。今日、2人の科学者が、海王星とほぼ同じ大きさの物体が、まだ見えていないが、15、000年ごとに太陽の周りを回っているという証拠を発表しました。 45億年前の太陽系の初期の間に、彼らは、巨大な惑星が太陽の近くの惑星形成領域からノックアウトされたと言います。ガスによって減速された惑星は、遠くの楕円軌道に落ち着き、今日でも潜んでいます。
この主張は、海王星を超えた「惑星X」の何世紀にもわたる探求の中で、これまでで最も強力です。しかし、新しい証拠は、パサデナにあるカリフォルニア工科大学（Caltech）の尊敬されている惑星科学者のKonstantinBatyginとMikeBrownからのものであり、彼らは避けられない懐疑論に備えていました。他の遠方の天体の軌道の詳細な分析と数ヶ月のコンピューターシミュレーション。「「惑星Xの証拠がある」と言えば、ほとんどすべての天文学者が「これもまた？これらの人たちは明らかに頭がおかしいです。」私もそうします」とブラウンは言います。 「なぜこれが違うのですか？今回は正しいので、これは異なります。」
Mike Brown（左）とKonstantinBatygin。
LANCE HAYASHIDA / CALTECH
外部の科学者は、計算が積み重なって、結果について注意と興奮が混ざり合っていると述べています。「もしそうなら、そしてもちろんそれが太字の「if」なら、これ以上の取引は想像できませんでした。正しいことが判明しました」と、カリフォルニア大学サンタクルス校の惑星科学者であるグレゴリーラフリンは言います。 「それについてスリル満点なのは検出可能です。」
バティギンとブラウンは、海王星を越えて周回する6つの既知の天体の特異なクラスターからその存在を推測しました。彼らは、0.007％の確率、または約1つの確率しかないと言います。 15,000、クラスタリングは偶然かもしれないと彼らは言います。代わりに、10個の地球の質量を持つ惑星が、太陽系の平面から傾いた奇妙な楕円軌道に6つの物体を羊飼いにしたと彼らは言います。
推定された惑星の軌道も同様に傾いており、太陽系の以前の概念を爆発させる距離まで引き伸ばされています。太陽に最も近いアプローチは、海王星の7倍、つまり200天文単位（AU）です。（An AUは、地球と太陽の間の距離であり、約1億5000万キロメートルです。）そして、惑星Xは、海王星の端から約30 AUで始まる小さな氷の世界の領域であるカイパーベルトをはるかに超えて、600〜1200AUまでローミングできます。
Planet Xが存在する場合、BrownとBatyginはええと、天文学者は、隠された巨人の引きによって形作られた、はっきりとした軌道でより多くの物体を見つけるべきです。しかしブラウンは、惑星X自体が望遠鏡のファインダー内に現れるまで、誰もこの発見を本当に信じないことを知っています。 「直接検出されるまで、それは仮説であり、潜在的に非常に優れた仮説でさえあります」と彼は言います。チームは、検索に適したハワイの1つの大きな望遠鏡に時間を割いており、他の天文学者が狩りに参加することを望んでいます。 。
冥王星を殺すのは楽しかったですが、これは何よりも頭と肩です。
バティギンとブラウンは本日、アストロノミカルジャーナルに結果を発表しました。フランスのニース天文台の惑星ダイナミストであるアレッサンドロモルビデリがこの論文のピアレビューを行いました。声明の中で、バティギンとブラウンは「非常に確固たる議論」と彼は「遠くの惑星の存在にかなり確信している」と述べています。
新しい第9惑星を擁護することは、ブラウンにとって皮肉な役割です。彼は惑星殺し屋としてよく知られています。彼の2005年の発見冥王星とほぼ同じ大きさの遠く離れた氷の世界であるエリスの星は、最も外側の惑星として見られたものが、Kの多くの世界の1つにすぎないことを明らかにしましたuiperベルト。天文学者はすぐに冥王星を準惑星として再分類しました。ブラウンは彼の著書「冥王星を殺した方法」で述べています。
今、彼は何世紀にもわたる新しい惑星の探索に加わっています。彼の方法—その幽霊のような重力効果から惑星Xの存在を推測する—は立派な実績を持っています。たとえば、1846年、フランスの数学者ユルバン・ル・ベリエは、天王星の軌道の不規則性から巨大惑星の存在を予測しました。ベルリン天文台の天文学者は、新しい惑星である海王星を発見し、メディアのセンセーションを巻き起こしました。
天王星の軌道に残っている障害により、科学者たちはもう1つの惑星があるのではないかと考えました。 1906年、裕福な大物であるパーシヴァルローウェルは、アリゾナ州フラッグスタッフにある新しい天文台で「惑星X」と呼ばれるものの検索を開始しました。1930年にプルートが現れましたが、天王星を有意義に引っ張るには小さすぎました。半世紀以上後、ボイジャー宇宙船による測定に基づく新しい計算により、天王星と海王星の軌道はそれ自体で問題がないことが明らかになりました。惑星Xは必要ありませんでした。
惑星Xの魅力持続した。たとえば、1980年代に、研究者たちは、見えない褐色矮星が彗星の一斉射撃を引き起こすことによって地球上で定期的な絶滅を引き起こす可能性があると提案しました。 1990年代に、科学者たちは太陽系の端にある木星サイズの惑星を呼び出して、特定の奇妙な彗星の起源を説明しました。ちょうど先月、研究者たちは、アタカマ大型ミリ波アレイ（ALMA）と呼ばれるチリの望遠鏡皿のアレイを使用して、約300AU離れた特大の岩石惑星のかすかなマイクロ波の輝きを検出したと主張しました。 （ブラウンは多くの懐疑論者の1人であり、ALMAの狭い視野により、そのようなオブジェクトを見つける機会がほとんどなくなったと指摘しました。）
ブラウンは、2003年に現在の採石場を初めて調べ、エリスと冥王星の両方よりも少し小さいオブジェクトであるセドナを見つけたチーム。セドナの奇妙な遠方の軌道は、当時の太陽系で最も遠い既知の天体になりました。その近日点、つまり太陽に最も近い点は、カイパーベルトを超え、海王星の重力の影響をはるかに超えた76AUにありました。その意味は明らかでした。海王星をはるかに超えた巨大な何かが、セドナを遠くの軌道に引き込んだに違いありません。
何かが惑星である必要はありませんでした。セドナの重力ナッジは、通過する星から、または太陽系の形成時に発生期の太陽を取り囲んでいた他の多くの恒星の保育園の1つから来た可能性があります。
それ以来、他のいくつかの氷の物体同様の軌道に現れました。セドナを他の5つの変人と組み合わせることにより、ブラウンは、目に見えない影響として星を除外したと言います。惑星だけがそのような奇妙な軌道を説明することができました。彼の3つの主要な発見（エリス、セドナ、そして現在、潜在的にはプラネットX）の中で、ブラウンは最後が最もセンセーショナルであると言います。 「冥王星を殺すのは楽しかったです。セドナを見つけることは科学的に興味深いものでした。しかし、これは何よりも頭と肩です。」
ブラウンとバティギンはほとんど殴打されました。何年もの間、セドナは海王星の向こうからの摂動への唯一の手がかりでした。その後、2014年に、スコットシェパードとチャドトルヒーリョ（ブラウンズの元大学院生）は、太陽に決して近づかない別の物体であるVP113の発見について説明した論文を発表しました。ワシントンD.C.のカーネギー研究所のシェパードとハワイのジェミニ天文台のトルヒーリョは、その影響をよく知っていました。彼らは他の10個のオッドボールと一緒に2つのオブジェクトの軌道を調べ始めました。彼らは、近日点で、すべてが黄道と呼ばれる地球が周回する太陽系の平面の非常に近くに来たことに気づきました。論文の中で、シェパードとトルヒーリョは、独特の凝集を指摘し、遠くの大きな惑星が黄道の近くの物体を群がらせた可能性を提起しました。しかし、彼らはそれ以上結果を押し付けませんでした。
その年の後半、カリフォルニア工科大学で、バティギンとブラウンは結果について話し合い始めました。バティギン氏によると、遠くの物体の軌道をプロットすると、シェパードとトルヒーリョが気付いたパターンは「物語の半分にすぎない」ことに気づきました。近日点の黄道近くにある物体だけでなく、それらの近日点は物理的に空間に集まっていました（上の図を参照）。
翌年、デュオはパターンとその意味について密かに話し合いました。簡単な関係で、彼らのスキルは互いに補完し合っていました。29歳のウィズキッドコンピューターモデラーであるバティギンは、ビーチとロックバンドで遊ぶ機会を得るためにUCサンタクルスの大学に行きました。そこでは、数十億年にわたる太陽系の運命をモデル化することで、まれに不安定であったことを示しています。水星が太陽に沈んだり、金星と衝突したりする可能性があります。「学部生にとっては驚くべき成果でした」とラフリン氏は言います。当時彼と一緒に働いていた人。
ブラウン（50歳）は、劇的な発見とそれに匹敵する自信を持った観測天文学者です。彼はショーツとサンダルを履いて仕事をし、机の上に足を置き、強さと野心を覆い隠すさわやかさを持っています。彼は、今年後半に公開された瞬間に、主要な望遠鏡からのデータで惑星Xをふるいにかけるように設定されたプログラムをすべて持っています。
それらのオフィスは互いに数ドア下にあります。 「私のソファの方がいいので、オフィスで話す傾向があります。マイクのデータをよく見る傾向があります」とバティギン氏は言います。彼らは運動仲間になり、2015年春にカリフォルニア州ロサンゼルスのトライアスロンで水に入るのを待っている間、彼らのアイデアについて話し合いました。
最初に、彼らはシェパードとトルヒーリョによって研究されたダースの物体を、6つの異なる望遠鏡での6つの異なる調査によって発見された最も遠い6つの物体に吹き飛ばしました。そのため、望遠鏡を空の特定の部分に向けるなどの観測バイアスが原因で凝集が発生する可能性は低くなりました。
バティギンは、さまざまなサイズと軌道の惑星Xを太陽系モデルにシードし始めました。 、オブジェクトのパスを最もよく説明しているバージョンを確認します。一部のコンピューターの実行には数か月かかりました。惑星Xの好ましいサイズ（5〜15個の地球質量）と好ましい軌道が出現しました。6つの小さなオブジェクトからの空間で反整列しているため、その近日点は6つのオブジェクトの遠日点と同じ方向または最も遠い点にあります。太陽から。 6つの軌道は惑星Xの軌道と交差しますが、大きないじめっ子が近くにいて、それらを混乱させる可能性がある場合は交差しません。最後のエピファニーは2か月前に発生しました。バティギンのシミュレーションでは、惑星Xが、黄道にほぼ直交する、太陽系に上下から急降下する物体の軌道も彫刻する必要があることが示されました。 「それはこの記憶を刺激しました。私は以前にこれらの物体を見たことがありました。」とブラウンは言います。 2002年以降、これらの高度に傾斜したカイパーベルトオブジェクトのうち5つが発見されており、それらの起源はほとんど説明されていません。 「彼らはそこにいるだけでなく、私たちが予測した場所に正確に存在します。それは、これが単に面白くて良い考えではないことに気づいたときです。これは実際に本当です。」
トルヒーリョと一緒に見えない惑星も疑っていたシェパードは、バティギンとブラウンは「私たちの結果を次のレベルに引き上げました。…彼らはダイナミクスに深く入り込みました。チャドと私はあまり得意ではありません。だから私は思うこれはエキサイティングです。」
カイパーベルトを発見した惑星科学者のデイブジューイットのような他の人は、より慎重です。6つのオブジェクトのクラスター化が偶然である可能性が0.007％であるため、惑星は統計的有意性を主張します。 3.8シグマの3シグマのしきい値を超えると、通常は真剣に検討する必要がありますが、粒子物理学などの分野で使用されることがある5シグマには達していません。シェパードとトルヒーリョが分析のために調べた12個のオブジェクトを6個に減らしますs、バティギンとブラウンは彼らの主張を弱めた、と彼は言います。カリフォルニア大学ロサンゼルス校にいるジュウィット氏は、「グループに含まれていない新しいオブジェクトが1つ見つかると、建物全体が破壊されるのではないかと心配しています。これは、スティックが6本しかないスティックゲームです。」
最初は、NASAの広域赤外線サーベイエクスプローラー（WISE）から別の潜在的な問題が発生します。褐色矮星または巨大惑星の熱を探して全天調査を完了した衛星。ペンシルバニア州立大学ユニバーシティパーク校の天文学者であるケビンルーマンによる2013年の研究によると、土星以上の惑星が10,000AUまで存在することは除外されました。しかし、ルーマンは、バティギンとブラウンが言うように、惑星Xが海王星サイズ以下であるならば、WISEはそれを見逃していただろうと述べています。彼は、空の20％で収集された、より低温の放射に敏感な、より長い波長の別のWISEデータセットで検出される可能性はわずかであると述べています。ルーマンは現在、これらのデータを分析しています。
バティギンとブラウンが他の天文学者に惑星Xが存在することを納得させることができたとしても、彼らは別の課題に直面しています。そのような距離では、塵とガスの原始惑星系円盤は、惑星の成長を促進するには薄すぎる可能性がありました。そして、たとえ惑星Xが微惑星として足場を固めたとしても、それはその広大で怠惰な軌道でゆっくりと動き、巨人になるのに十分な物質を持ち上げることができなかったでしょう。
代わりに、バティギンとブラウンは惑星を提案しますXは、木星、土星、天王星、海王星と並んで、太陽の近くに形成されました。コンピューターモデルによると、初期の太陽系は騒々しいビリヤード台であり、地球の大きさの数十または数百もの惑星のビルディングブロックが跳ね回っていました。別の初期の巨大惑星がそこに簡単に形成された可能性がありますが、別のガス巨人からの重力キックによって外側に起動するだけでした。
惑星Xが開始位置にループバックしなかった理由、または惑星Xがループバックしなかった理由を説明するのは難しいです。太陽系を完全に離れます。しかし、バティギンは、原始惑星系円盤の残留ガスが、惑星を遠方の軌道に落ち着かせて太陽系にとどまるのに十分なだけ遅くするのに十分な抗力を及ぼしたかもしれないと言います。太陽系が300万年から1000万年前のときに、ディスク内のすべてのガスが宇宙に失われる前に放出が起こったならば、それは起こったかもしれないと彼は言います。
コロラド州ボールダーにあるサウスウエスト研究所の惑星ダイナミストであるHalLevisonは、バティギンとブラウンが検出した軌道整列を作成するために何かが必要であることに同意します。しかし、彼は、彼らが惑星Xのために開発した起源の物語と、ガスの遅い放出に対する彼らの特別な懇願は、「低確率の出来事」につながると言います。他の研究者はもっと前向きです。提案されたシナリオはもっともらしいです、とラフリンは言います。「通常、このようなことは間違っていますが、私はこれに本当に興奮しています」と彼は言います。 「コイントスよりはましです。」
これはすべて、惑星Xが実際に見つかるまで、不安定なままであることを意味します。
天文学者はどこを見ればよいかについていくつかの良いアイデアを持っていますが、新しい惑星を見つけるのは簡単ではありません。高度に楕円形の軌道にあるオブジェクトは、太陽に近いときに最も速く移動するため、惑星Xは200 AUでほとんど時間を費やしません。そして、今そこにあるとしたら、そうなるでしょう。非常に明るいので、天文学者はおそらくすでにそれを発見しているでしょう。
代わりに、惑星Xはほとんどの時間をアフェリオンの近くで過ごし、600〜1200AUの距離をゆっくりと歩き回っています。ほとんどの望遠鏡はハッブル宇宙望遠鏡やハワイの10メートルのケック望遠鏡など、このような距離にある薄暗い物体の視野は非常に狭いので、干し草の山から針を探して、ストローを覗き込むようなものです。
1つの望遠鏡が役立ちます：日本が所有するハワイの8メートルの望遠鏡であるスバル。十分な光ガスを持っていますケック望遠鏡の75倍の広大な視野と相まって、そのようなかすかな物体を検出するための領域。これにより、天文学者は毎晩空の広い範囲をスキャンすることができます。バティギンとブラウンはスバルを使ってプラネットXを探しています。そして、スバルと一緒に狩りに参加したかつてのライバルであるシェパードとトルヒーリョとの努力を調整しています。ブラウンは、2つのチームが惑星Xが潜んでいる可能性のある領域のほとんどを検索するのに約5年かかると言います。
ハワイのマウナケア山頂にある8メートルのすばる望遠鏡は広い視野を持っており、惑星Xを効率的に検索できます。
スバル望遠鏡、NAOJ
検索が成功した場合、太陽の家族の新しいメンバーはどうあるべきかと呼ばれる？ブラウンは、それについて心配するのは時期尚早であり、提案を提供することを慎重に避けていると言います。今のところ、彼とバティギンはそれをプラネットナインと呼んでいます（そして、過去1年間、非公式に、プラネットファッティ-1990年代の俗語は「クール」を意味します）。彼らの発見者によって名付けられ、それはおそらく良いことだと彼は考えています。それは誰よりも大きいです、と彼は言います：「それは地球上で新しい大陸を見つけるようなものです。」
彼は確かに、ただし、その惑星Xは、プルートとは異なり、惑星と呼ばれるに値します。太陽系の海王星の大きさは？聞かないで。 「私でさえも、誰もこれについて議論することはありません。」