「惑星」とは何か？ 歴史研究が冥王星と他の矮星をめぐる議論を再検証
アラン・ボイル著
国際天文学連合が冥王星を再分類する惑星の定義を採択してから12年が経ったが、議論は続いている。
新たに発表された研究では、歴史的記録を用いて定義の中で最も物議を醸している条項、つまり太陽系の惑星は「その軌道の近隣を一掃し」、他の惑星が同様の軌道距離に存在してはならないという考え方を批判している。
この要件は、冥王星を除外するために2006年に採用されました。冥王星の軌道は海王星の軌道と定期的に交差するからです。さらに重要なのは、冥王星が頻繁に移動する太陽系の同じ領域に、より小さな惑星が複数発見されていることです。
議論を複雑にしているのは、海王星の彼方に広がる、物質がまばらに分布する広い環であるカイパーベルトで発見される氷天体の数が着実に増加しているという事実です。2005年に発見されたエリスと呼ばれる天体は、冥王星よりも質量が大きいことが判明しました。この発見が、IAUによるこの問題の解決に向けた取り組みのきっかけとなり、最終的に軌道クリアリング条項の制定につながりました。
この条項は、冥王星とエリスだけでなく、小惑星帯のケレスや冥王星の外側で発見された他の惑星も除外している。これらの惑星は、まだ質量が大きすぎて球形に変形するほどであり、「準惑星」と指定されている。
学術誌「イカロス」に掲載された新たな研究で、4人の惑星科学者は、軌道クリアリング条項には歴史的前例がほとんどなく、現在の研究では一般的に用いられていないと主張している。彼らが科学文献を調査したところ、軌道クリアリング条項を用いた論文は1件しかなく、それはケレス発見直後の1802年のものだった。しかも、その条項は後に反証された仮定に基づいていた。
「IAUの定義によれば、惑星科学の根本的な対象である「惑星」は、誰も研究で用いない概念に基づいて定義されるべきだとされています」と、筆頭著者でセントラルフロリダ大学の惑星科学者であるフィリップ・メッツガー氏はニュースリリースで述べています。「現在、惑星科学者がIAUの定義に違反する形で「惑星」という言葉を使用している最近の例が100件以上リストアップされていますが、彼らはそれが機能的に有用であるがゆえにそうしているのです。」
メッツガー氏とその同僚たちは、地球物理学的な基準に基づく定義を支持している。「天体は、その重力によって球形を成すほどの大きさがあるか？」という基準だ。この基準は歴史的に、不規則小惑星とそれより大きな天体を区別するために用いられてきた。そして、この基準は既に、IAUが惑星の定義、そして準惑星という独立したカテゴリーに取り入れられている。
「これは単なる恣意的な定義ではありません」とメッツガー氏は述べた。「これは惑星の進化における重要な節目であることが判明しました。なぜなら、この現象が起こると、その天体において活発な地質活動が始まるからです。」
メッツガー氏は例として、2015年に冥王星を通過したNASAの探査機ニューホライズンズによる観測結果を挙げた。この観測結果は、冥王星には高くそびえる氷の山、地下の海、古代の湖の痕跡、雲を伴う多層の大気が存在するという証拠となった。
「火星よりもダイナミックで活気に満ちています」とメッツガー氏は言う。「火星よりも複雑な地質を持つ惑星は地球だけです。」
セレスでの科学的ミッションの終わりに近づいているNASAのドーン宇宙船は、この準惑星の活発な地質を駆動する地下水の同様の証拠を発見した。
メッツガー氏と論文の他の著者たちは、長年にわたりIAUの定義に批判的であり、ニューホライズンズの科学チームの一員でもある。そのため、エリスを発見し、『私はいかにして冥王星を殺し、なぜそれは当然の報いを受けたのか』（How I Killed Pluto and Why It Had It Coming）というタイトルの著書を執筆したカリフォルニア工科大学の天文学者マイク・ブラウン氏は、イカロスの論文を否定した。
「皆さんもご覧になったかもしれない冥王星に関する見出しを修正しました。『最初の78回の議論では納得してもらえなかったのは分かっていますが、今回のはどうですか？』と、Exact Same Dudesの一人が言っていました」とブラウンは自身のアカウント@Plutokillerからツイートした。
ブラウン氏とカリフォルニア工科大学の天文学者コンスタンチン・バティギン氏は、冥王星と海王星をはるかに超える質量を持つ可能性のある惑星の探査を主導しており、この惑星を「プラネット・ナイン」と名付けています。彼らは、太陽系の端で観測されている他の天体に影響を及ぼす重力摂動に基づいて、この惑星が存在するのではないかと推測しています。しかしながら、プラネット・ナインの候補となる惑星の直接観測はまだ報告されていません。
バティギン氏は、科学的に言えば、「惑星」や「準惑星」といった呼び方にこだわる価値はないと主張した。
「冥王星を惑星と再分類するのは、島を大陸と呼ぶのと同じようなもので、ちょっと馬鹿げている」と彼はツイートした。「しかし結局のところ、天体は質量、半径、軌道などによって特徴付けられることを忘れてはならない。重要なのはこれらの量であり、私たちがそれらを何と呼ぶかではないのだ。」
メッツガー氏に加え、「小惑星の惑星から非惑星への再分類」の著者には、マーク・サイクス氏、アラン・スターン氏、カービー・ラニヨン氏もいます。サウスウエスト研究所の惑星科学者であるスターン氏は、ニューホライズンズ計画の主任研究者です。
