「第十惑星」セドナ（仮）の発見者は、惑星と考えていない

Sedna セドナ （2003 VB 12）

　2004年３月15日、カリフォルニア工科大、ジェミニ観測所、エール大学の天文学者は、太陽を回っている天体の中で最も寒く、最も遠い天体を発見した、と発表した。その天体は地球と太陽の距離の90倍離れたところにある――既知の惑星で最も遠い冥王星よりも３倍遠い。
　サンディエゴの東にあるパロマー天文台のサミュエル・オースチン望遠鏡を使って2003年11月14日に発見された。そのチームは、マイク・ブラウン（カリフォルニア工科大）、チャド・トルヒーヨ（ジェミニ観測所）、デイビッド・ラビナビッツ（エール大）である。
　その凍てつくような温度のために、チームはその天体をセドナと名付けることを提案した。これはイヌイットの海の女神で、すべての海の生き物はセドナから生まれたという。公式には、この天体は現在、天文学者のあいだでは発見日に基づいて2003 VB 12として知られている。

セドナはどれくらい遠くにあるか？

　セドナはこれまで発見された中で最も遠くにある太陽系の天体だ。それは他の太陽系の天体よりも２倍遠く、冥王星や海王星よりも３倍遠い。セドナの地表に立つならば、腕の長さでピンを持って頭上にかざせば、太陽が隠れてしまうことだろう。
　さらに興味深いことに、もっと近い惑星と違ってセドナの軌道は非常に長楕円形となっており、太陽を一周するには１万0500年かかる。
　これは、すべての既知の太陽系惑星と比較した軌道と位置の図である。
　太陽は太陽系天体の中心にある。セドナは90AUのところに見える（１AUは１天文単位のこと。地球と太陽の距離１億5000万キロが１AU）。

オールトの雲とは何か。そしてセドナとの関係は？

　オールトの雲は仮説の段階ではあるが氷の原始彗星の層で、最も近い恒星との距離の半分にも及ぶ距離まで広がる緩やかな軌道を描いて太陽の周りを回っているとされる。ときおり、天体が通り過ぎるときにこれらの原子彗星の一つの軌道がわずかに変化して、太陽系の内軌道にやってきて、彗星となる。詳しい説明はこことか参照。オールトの雲は実際に観測されたことはないが、我々の見ることのできる彗星はそれが存在するという強力な証拠だ。上の図でわかるとおり、オールトの雲はセドナの軌道よりずっと遠くにあると思われる。ではなぜセドナがオールトの雲に含まれると我々は考えているのか。我々は、セドナの存在は、オールトの雲が実際には今まで考えられていたよりもずっと太陽に近いところまで広がっている証拠だ、と考えている。この「内オールトの雲」は、かつて知られていた「外オールトの雲」と同じようにしてできた。太陽系の歴史の初期には、非常に多くの小さな氷物体が太陽の周りをまわっており、惑星と接近したときに、スリングショットで軌道を変えた。それが太陽からどんどん遠ざかるようになるにつれて、これらの物体の軌道は遠くの星の影響を受けるようになり、速度を落として太陽の勢力内にとどまることとなった。セドナはおそらく同じような運命をたどった。ただし、これに影響を与えた星は、これまで想定されていたよりもずっとずっと近くにあったに違いない。我々は、これが太陽が他の多くの星と密接な関係を持つグループを作り出した証拠だと考えている。

セドナはどれくらいの大きさか？

　我々の発見した画像では、一点の光にしか見えない。この点からは直接セドナの大きさを測定することはできない。我々が見ている光は太陽から発され、セドナの表面で反射して地球までたどり着いた。それは下の画像のとおりである。たとえば、小さな氷の天体と石炭で覆われた巨大な天体は、同じ距離ならどちらも同じ明るさに見えるだろう。どちらも同じくらいの太陽光を反射するからだ。
　我々はセドナの大きさを測定するのに熱望遠鏡を使うことができる。これは表面の温度を測定できる。我々はセドナがどれくらいの距離にあるかを知っている。それで、その表面温度がおよそ摂氏マイナス240度であることがわかった。この温度の巨大な天体は、この温度の小さな天体よりももっと高い熱量を発している（小さなマッチの火とたき火は同じ温度だが、たき火ははるかに大きいので夜中中暖まることができるわけだ）。ボンのマックス・プランク電波天文学研究所のフランク・ベルトルディと共同して直径30メートルのIRAM望遠鏡を使い、アリゾナ大学のジョン・スタンズベリー、スピッツァー科学ｾﾝﾀｰのビル・リーチと共同してスピッツァー宇宙望遠鏡を使った。セドナは小さすぎてどちらでも発見できなかった。これは、セドナが直径およそ1800キロ程度だということになる。これは冥王星と最大のカイパーベルト天体であるクワイワーの中間くらいの大きさである。セドナは1800kmより小さいことは確かだと思われるが、大体この数字に近いという証拠がある。クワイワーの1250kmよりも大きいことは確かであると思われるが、この天体は多くの意外な特徴を示しているので、もっと小さい可能性も排除することはできない。

セドナは惑星か？

　違う。少なくとも我々の定義においては。天文学者は、これまで惑星の厳密な定義について意見を別にしてきた。しかし、我々は以下に示す定義を提案したい。我々の定義によれば、セドナは惑星ではない。同様に、冥王星も惑星ではないということになる。

惑星の定義とは何か？

　科学者にとって、すでにその意味をみんなが知っているような言葉の再定義をするのは難しいことである。しかし、セドナ、クワイワー、2004DWといった天体の発見によって、惑星、小惑星（アステロイド）、彗星の境界線は曖昧になってしまっている。これらの天体はすべて大きい。それではこれらは何なのか？ 我々はこれをプラネトイドと呼びたい（※訳註：辞書では小惑星と訳されている。「準惑星」といった語感か？）。我々の定義では、プラネトイドは太陽系内のあらゆる丸い天体であるが、惑星というほど大きくないものである（実際にはこれらの天体のいずれも丸いかどうかわからないが、合理的な仮定ではある）。
　では惑星とは何か？
　同じような軌道を通っている他の天体すべてよりも巨大な太陽系の天体を惑星と定義する。たとえば、多くの小惑星が地球の軌道と重なっている。それでも地球はそれらすべてを合わせたより大きい。だから、地球は惑星だ。最大の小惑星（アステロイド）のセレスは、他の小惑星を集めたものより大きいわけではない。だから、惑星ではない。
　冥王星はどうか？ 冥王星はカイパーベルトを横切っているが、他のカイパーベルト天体の総量より小さい。それゆえ、ケレス同様、冥王星は惑星ではない。ただ、この分類の中では最大の天体だ。惑星の降格は以前にもあった。最初の小惑星（アステロイド）が発見されたときには惑星と呼ばれていた。それ以外に呼びようがなかったからだ。発見が続くにつれて、これらの小惑星は惑星とは別のグループであることがわかってきた。そこで惑星という肩書きは無効にされ、小惑星は正式に「小惑星」として分類し直されたのである。太陽系についてさらに詳しくわかるにつれて、我々は考えを変えていかなければならない。つまり、冥王星は最大のカイパーベルト天体である、という正当な評価を与えるべきときが来たのだ。ところで、我々が利己的だったならば、惑星だと主張したはずだ。我々が発見したクワイワーは現在のところ、最大のカイパーベルト天体とされている。しかし、冥王星が再分類されたら、クワイワーは第２位になってしまうのだ！
　セドナは内オールトの雲で知られている唯一の天体であるが、もっと多くのものが見つかり、セドナはその主要なものとはなりえないと思う（いや、最大のものでさえない！）。だから、我々にとって、セドナは惑星じゃないのだ。
　我々の定義によれば、太陽系は９惑星から８惑星になる。
　天文学者によって進められた別の定義としては、自らの重力によって丸くなっている太陽系内の天体は何でも惑星だというものがある。この定義だと、太陽系は９惑星どころか数百惑星になってしまう。そこには小惑星、衛星（月！）、球形のカイパーベルト天体まで含まれる。
　最終決定は意味論になってしまうが（オーストラリアは島か大陸か? というか、それは本当に大事なことなのか？）、科学者にとって重要なのは、惑星は何かという旧世紀の認識に合った定義を生み出すことであると思う。突然、太陽系が数百の惑星を含むというのは、惑星というのは特別で珍しいものだという我々の感覚と矛盾するわけだ。だからといって８に減らすには、冥王星をこの特別な地位から降ろす必要がある。どちらがいいだろうか？
　一番いい選択は、単純に既知の９惑星とする定義だ。それは現在の定義であり、既知の数に追加することもなければ、減らすこともないということになる。その問題は、科学的な定義ではなく歴史的な定義として厄介な矛盾を引き起こすことになる、ということだ。もし我々が冥王星より大きい天体を見つけたら、それは惑星だろうか？ 歴史的には、違うということになる。天文学者が歴史的事件よりも意味のあることに同意するまで、その議論は続くことになるだろう。

その軌道はよくわかっているのか？

　我々はその軌道をかなりよく知っている。2003年11月にセドナを発見した後、我々は2001年のデータにさかのぼって追跡することができた。この約３年間の推移によって、その近日点（最も近づく場所）は76AUで誤差は７AU程度だと思われる。76AUの近日点ということは、他の太陽系天体よりも60％ほど遠くに近日点があるということになる。多くの人がデータを検証することで、数週間のうちにこの軌道については改善されるだろうと思う。

セドナはカイパーベルト天体か？

　いいえ。セドナは決してカイパーベルト帯に入らない。そのカイパーベルトは氷の小惑星帯で、海王星より遠くにある。その距離は50AUに境界があるという極めて有力な証拠がある。セドナは76AUよりも近くに来ることがない。セドナを内オールトの雲天体と呼ぶ方が意味のあることだ。
　いくつかのカイパーベルト天体の中には、セドナと同じように太陽から非常に遠いものもある。しかし、それは近日点が35AU程度だ。セドナは、75AUよりも近くに来ることがないので特別なのである。我々は、これが上記に記したように、通過した星の影響だと考えている。
　セドナの軌道についての第２のちょっと冒険的な説明としては、火星かそれより大きいような巨大な天体が70AUあたりに円形軌道を描いて存在していて、そのためにセドナがこの奇妙な軌道に組み込まれた、というものだ。ただ、もしそういう惑星が存在していたとしたら、すでに見つけているはずだけれども、そういうものが隠れる余地はない。

セドナはどのようにして発見されたか？

　我々は南カリフォルニアのパロマー天文台のパロマーQUESTカメラとサミュエル・オースチン望遠鏡を使って外太陽系の調査を行なってきた。この調査は2001年の秋から始まり、2003年の夏にQUESTカメラに移行した。今までにおよそ40の明るいカイパーベルト天体を発見した。
　天体を発見するために、我々は３時間にわたって夜空の小さな区画の写真を３枚撮り、そして動いているものを探す。何十億という星や銀河は空に貼り付いて動かないように見えるが、衛星、惑星、小惑星、彗星は動いて見える。内オールトの雲の天体は非常に遠く、その動きは極めてゆっくりだ。
　ここに挙げるのは、同じ３つの発見映像にちょっと処理を加えたものだ。下の画像に示された空の領域は、腕を伸ばしたところで持つピンの頭くらいのサイズである。ついでにいえば、それはセドナから太陽を見たときの大きさだ。
　これは非常にゆっくりと動いている。それは我々が発見した2004DWよりもずっと遅く、かすかなものである。
　これだけ普通でないものを見つけるには、空の広大な区域を捜索しておかなければならない。新しい天体の捜索はこれからも数年間続くだろう。

セドナはどれくらいの明るさか？それを見ることができる？

　セドナは約20.5等星で、2004DWやクワイワーよりもはるかに弱い。それはほとんどのアマチュア天文学者には見えないだろう（といっても、面白いことに、セドナの存在が最初に発見されたのは、南アリゾナでマイケル・シュワルツが運営している最高級のアマチュア望遠鏡のあるテナグラ天文台だった）。
　2004年３月、セドナの位置は日没直後の南西の夜空にあってすぐわかる。それはほとんど火星の直下にあり、非常に明るい金星と三角形になっている。

セドナは何でできているか？

　我々は知らない。その表面は熱の観察からすれば比較的明るく（上記参照）、氷あるいはカロンや冥王星のようなメタン氷かもしれない。しかし、ジェミニ望遠鏡と（ジェット推進研究所のクリス・コレスコと共同した）ケック望遠鏡で観察したところ、これは正しくないと思われる。チリの1.3m SMARTS望遠鏡による観察によれば、セドナは太陽系で最も赤い天体の一つである――火星と同じくらい赤い。なぜだろう？ 我々は今当惑している。

ほかにセドナについて何がわかっているか？

　チリの1.3m SMARTS望遠鏡での観察――エール大学のスーザン・タルトロッテの協力による――では、セドナは約40日かけて一回自転しているとわかった。太陽系の天体の中では、水星と金星だけがもっとゆっくり自転することがわかっている。なぜそんなに自転が遅いのか？ 我々の仮説としては、セドナの自転が遅いのは月の影響だ！ ハッブル宇宙望遠鏡を使った観測で、月の存在を確定できるだろう。その望遠鏡なら直接、小さな衛星を見ることができるのだ。チャンネルはそのまま、お楽しみに。

セドナ、2004DW、クワイワー、2002AW197、なぜこららの新しい大きな天体が「今」になって発見されているのか？

　技術がその理由だ。クライド・トンボーは1930年に写真図版を使って冥王星を発見した。それは空の非常に広い範囲を見ることができたが、我々が今使っているCCDほど高感度ではない （CCDはたいていのデジカメの中にあるものだ）。列挙された新しい、大きな天体は、トンボー以降の移動天体についての古い観測の範囲を遥かに超えるほど小さなものだ。今日、 CCDは充分に大きくなり、コンピューターも高速になっている。わずか５年前と比較しても、こういったタイプのプラネトロイドを極めて発見しやすくなっているのだ。我々は自動望遠鏡に設置した172メガピクセルカメラを使っている。わずか５年前でもこのようなカメラは使えなかった。そしてこれらのカメラを分析するコンピューターの能力もなかった。

セドナのような内オールトの雲天体で、今まで知られていないものはまだあるか？

　セドナのような内オールトの雲天体はまだまだありそうだ。セドナを発見するまで、我々は空のわずか15％だけを見ただけだ。空を見続ければ、さらにセドナのような天体を見つけるかもしれない。というか、これはまだ始まりに過ぎない。ケプラーの法則によれば、セドナのように非常に長楕円形の軌道を持つ天体は、太陽から最も遠いときに最大の時間を過ごしているということになる。したがって、セドナのようなものをすべて調べようと思えば、その大半は太陽からずっと離れたところにあり、あまりにも遠くかすかなために見ることができないだろう。また、セドナは比較的大きい。冥王星の1/2から3/4の大きさだ。カイパーベルト天体や小惑星といったほとんどの太陽系の天体は、実際にはもっと小さな天体が多い。したがって、我々が大きなセドナを見つけたが、小さいがゆえに見落としたものがずっと多いはずだ。一つだけの天体から予測することは非常に難しいが、内オールトの雲はセドナのような天体が数千もありそうだ。カイパーベルトや小惑星帯にあるよりもずっと内オールトの雲は密度が高いということもありそうである。

それはなぜセドナと名付けられたのか？

　2003 VB12は、国際天文学連合（IAU）小惑星センターによる現時点での公式名称である。これは発見した年（2003）、日付（11月14日＝一年を２週間で区切ったときの22番目、Vはアルファベットの22文字目。それは発見公表に基づいている）に基づいている。2003 VB 12の軌道がよく知られるようになれば（１年くらいのうちに）、我々は小天体命名に関するIAU委員会（太陽系の命名の実験を握っている）にセドナと仮称することを伝えるだろう。我々が新しく発見した天体は、知られる限り太陽系で最も遠く寒い場所にある。それは、イヌイットの海の女神セドナの名前をつけるのがふさわしいと思った。セドナは凍てつく北極海の海底に住んでいるとされている。我々はまた、この内オールトの雲で発見された新天体は、北極圏の神話の神々にちなんで名付けることを提案したい。

関連記事⇒ 第十惑星セドナ（仮）の伝説