太陽系惑星について調べてみた!冥王星が太陽系から外された理由とは?

雑記
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⚪︎惑星とは

太陽系にある天体のうち、次の三つの条件を満たす天体と定義できます。
(1) 太陽のまわりを楕円軌道で運動している。
(2) 自己重力でほぼ球状をしている。
(3) その天体の軌道周辺には衛星を除き他に物体や天体が存在しない。
この定義に従うと、太陽系には太陽からの距離によって、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星の8惑星がある。これらの惑星はほぼ同一平面上にあり、離心率の小さな楕円軌道を運動している。太陽と地球の平均距離を天文単位といい、約1億 5000万 kmです。

⚪︎地球型惑星

太陽系のうちで、水星、金星、地球、火星をいう。これらは固体 (一部液体) 表面をもち、半径は地球半径程度からその3分の1程度までの大きさで、質量も地球質量からその20分の1程度までと小さく、密度は4-5.5g/ccで大きい。

⚪︎木星型惑星

太陽系の惑星のうちで、木星、土星、天王星、海王星をいう。これらは表面を含め主要部は気体からなりら半径は地球の4倍から 12倍、質量も地球の 15倍から320倍と大きく、密度は1g/cc前後と小さい。木星型惑星には多数の衛星と多数の環 (リング) があります。

⚪︎冥王星が惑星から外されてしまった理由

・離心率が大きく楕円軌道である

離心率とは、その天体の軌道がどれだけ円軌道に近いかを表す指標だと思ってください。
天体に関しては軌道離心率と呼ぶようにしていますが、この値が0の時は(真)円軌道、0~1の時は楕円軌道ということになります。
地球の場合は軌道離心率が0.0167なのでほぼ円軌道に近いことになります。
地球以外の惑星だと最も離心率が大きいのが水星でその値は0.2056ですが、冥王星の離心率はさらに大きく0.248となっています。

・軌道傾斜角が他の惑星と比べて大きい

これは冥王星の軌道を宇宙空間から真横から見て見るとわかりやすいです。真横から見てみると冥王星の軌道は他の惑星と比べて大きく傾いていることがわかります。8つの惑星に関しては最も大きく傾いている水星ですら7度ですが、冥王星はそれよりも大きい17度となっています。

・冥王星とほぼ同じ大きさの天体が次々と見つかる

やはりこれが最も大きな理由になるでしょう。
冥王星は1930年にアメリカの天文学者クライド・トンボーによって発見されたのですが、当初は地球に匹敵する質量と大きさがあると過大評価されていました。しかし観測技術が向上するにつれて冥王星は地球どころか月の直径と質量よりも小さいことがわかってきました。
そのため惑星としての位置づけは難しく太陽系外縁天体ではないかという声も徐々に上がってきましたが、依然として国際天文学連合は惑星であると主張し続けました。ところが2000年以降でさらに望遠鏡の技術が進歩すると、再び冥王星の地位が揺らぎ始めます。なんと冥王星の軌道周辺、さらに外側に冥王星とほぼ同じ大きさを誇る天体が次々と見つかったのです。
最も衝撃的だったのが2005年7月に発見された、2003UB313という天体です。後にエリスと命名されることになるこの天体は、サイズに関してはまだ論争がありますが、少なく見積もっても冥王星とほぼ同じかそれ以上と言われているほどです。そのため発見者とメディアでは冥王星に次ぐ第10惑星であると謳ったほどです。
しかしエリスだけでなくその他にも次々と似たような外縁天体が見つかりました。冥王星を惑星と定義すると必然的にエリスも惑星と定義せざるを得なくなり、そうなるとその周辺に存在する似たような球形の天体も候補になります。つまり惑星の数がどんどん増えるということになってしまいます。
そもそもサイズに関してもそれほど大きいわけではないですし、楕円軌道であったり軌道傾斜角が大きすぎたりして冥王星やエリスを惑星として定義するにはやや無理な感じがありました。そういった疑問や声が多いことから、解釈と定義を改めて見直すことで惑星から外して”準惑星“として定義しよう。としたわけです。

冥王星はエッジワース・カイパーベルトと呼ばれる軌道を公転していますが、この領域には冥王星と同じように氷からなる小天体が1000以上も発見されています。また準惑星エリスはエッジワース・カイパーベルトよりも外側にある散乱円盤天体に属されます、周囲にはやはり同じような惑星が多く公転しています。ただこの領域は太陽から遠く暗いため未発見の天体は数知れないと言います。

⚪︎第9惑星は存在する?

ただこうした天文学者らの夢はまだ尽きてはいないようで、なんと現在でも冥王星以外の第9惑星は存在する可能性は捨てきれていません。
いわゆるプラネットナインと呼ばれている仮説上の大型天体のことですが、実は準惑星エリスを発見したマイケル・ブラウン氏をはじめとして、2016年1月にその存在に関しての間接的な証拠が見つかったとのことです!

これが本当に存在するとしたらまさに天文学の歴史を動かしますね。再び太陽系の惑星の数が9つになる日も来るかもしれません。