海王星以遠の惑星（惑星X）とは：発見の歴史と現代の仮説

海王星以遠の謎「惑星X」を歴史から最新仮説まで解説。発見の経緯、観測・理論・最新研究の動向をわかりやすく紹介。

海王星という惑星が発見されたのは1846年。その後、海王星よりもさらに太陽から遠い惑星が存在するのではないかと考える人が多くなった。20世紀初頭、パーシバル・ローウェルは、海王星よりももっと遠くに、別の惑星のような天体が存在するはずだと述べた。ローウェルは、そのような惑星状天体があれば、ガス惑星、特に天王星と海王星の軌道のいくつかの不規則性を説明できるだろうと考え、それを「惑星X」と名付けました。

歴史的経緯

海王星の発見（1846年）は、天王星の軌道運動の微妙なずれを理論的に解析した結果、未発見の天体の存在が示唆されたことに端を発します。これに刺激され、20世紀に入ってからもさらに外側に未知の惑星を探す動きが続きました。パーシバル・ローウェルは自ら観測を行い、カタログ化や写真撮影を進めましたが、彼の生前には決定的な発見には至りませんでした。

プルートの発見とその後

1929–1930年、ローウェル天文台で働いていたクライド・トンボーが新天体（のちの冥王星）を発見しました。当初は「惑星X」と考えられましたが、その質量は非常に小さく、天王星や海王星の軌道異常を説明するほどの重さではないことが判明しました。冥王星は後に多数の外縁天体と性質を共有することが分かり、2006年の国際天文学連合（IAU）総会で「準惑星」に分類されました。

カイパーベルトと散乱円盤の発見

1970年代以降の観測で、海王星より外側に多数の小天体が存在することが明らかになりました。これらはカイパーベルトと呼ばれ、さらに散乱円盤やオールトの雲といった構造が想定されるようになりました。これにより、「惑星X」という概念は一つの巨大惑星を指す場合もあれば、数多くの小さな天体群や重力的効果を総称する場合もあることが分かってきました。

現代の主要な仮説 ― 「第九惑星（Planet Nine）」

2016年にコンスタンティン・バチーギンとマイク・ブラウンらが提唱した「第九惑星（Planet Nine）」仮説は、最近注目を集めています。彼らは、極端に遠方のトランスネプチューン天体（TNO）の軌道が特定の方向に偏っていることを示し、この偏りを説明するために以下のような遠隔の巨大質量（おおむね5〜10地球質量、遠点距離数百〜千天文単位、偏心の大きな軌道）を提案しました。

観測的制約と探索状況

現在までの赤外線サーベイ（例：WISE）や広域光学観測、太陽系内を精密に追跡する探査機のデータなどにより、大質量の惑星（木星や土星級）が比較的近傍に存在する可能性は強く制限されています。ただし、質量が数倍の地球質量で、かつ半長軸が数百〜千天文単位にあるような「スーパーアース」級の天体は、非常に暗く動きが遅いため検出が困難で、まだ完全には否定されていません。

現在もPan-STARRS、DECam、すばる望遠鏡などの地上望遠鏡や、将来稼働するヴェラ・ルービン天文台（LSST）などによる探索が進められており、広範囲かつ深いサーベイによって候補天体の発見が期待されています。

代替説明と未解決の問題

「外側の天体の軌道が偏る」という観測事実に対しては、Planet Nine以外にも説明案があります。観測バイアス（観測可能領域や対象選択の偏り）、多数の小さな天体の集団的な重力効果、過去の近傍星の接近や若い太陽系の乱流期における惑星移動（Niceモデルなど）による散乱など、多様な機構が検討されています。現状では決定的な証拠は得られておらず、複数の説が併存しています。

まとめ

「海王星以遠の惑星（惑星X）」の概念は、19世紀以来の観測的・理論的課題から生まれ、冥王星発見やカイパーベルトの発見を経て、現在は「第九惑星」仮説など現代的な議論へと進化しています。観測技術の向上と広域サーベイの進展により、今後数年～数十年で決着がつく可能性がありますが、現時点ではまだ未解決の天文学上の大きな謎の一つです。

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