準惑星とは何ですか?

Pluto, the largest of the dwarf planets. This image was taken by NASA’s New Horizons spacecraft. NASA/JHUAPL/SwRI
準惑星の中で最大の冥王星。この画像は、NASAのニューホライズンズ宇宙船によって撮影されました。

[Published: April 4, 2022 10.28pm AEST] – ミランダ、8歳、テネシー州ノックスビル、U.S.A.

[答えてくれる先生]

バヘ・ペルーミアン 先生

USC ドルニフェ文学芸術科学大学 物理学および天文学 教授

記事を音読します。

「惑星」という言葉は、「さまよう星」を意味する古代ギリシャ語に由来しています。それは理にかなっています。何千年もの間、人々は惑星が夜空で位置を変えるのを見てきました–肉眼では固定されていて動かないように見える星とは異なります。

このようにして、古代の人々は水星金星火星木星土星の5つの惑星を発見しました。望遠鏡を使っている天文学者は、1781年に天王星、1846年に海王星、1930年に冥王星を発見しました。

Artist’s impression of the dwarf planet Eris. ESO/L.Calçada and Nick Risinger
準惑星エリスに対するアーティストの印象

太陽系の残り物

私は天文学と太陽系の探査に情熱を持っている宇宙科学者です。私は1994年に物理学の博士号を取得しました。その頃、天文学者は海王星を超えてカイパーベルトでますます多くの天体を見つけ始めました。これは、太陽系の「残り物」、特に小さな冷たい物体を保持する宇宙内の場所です。

それらの冷たい物体のうちの3つ-エリスハウメアマケマケ-は2000年代(2000年1月1日に始まり、2009年12月31日に終わった10年間)の初めから半ばに発見されました。それらは惑星になるのに十分な大きさのようでした。それらはすべて冥王星とほぼ同じサイズです。

その後、天文学者は、カイパーベルトにこれらの冷たい物体がもっとたくさんある可能性が高いと推測しました。彼らは疑問に思い始めました:私たちの太陽系でいくつの惑星を特定することになるのでしょうか?20? 30? 100?もっと?

An artist’s illustration of the dwarf planet Haumea, surrounded by its ring. Instituto de Asrofísica de Andalucía
準惑星ハウメアのリングに囲まれたアーティストのイラスト。

準惑星の定義

そして多くの議論の末、2006年、国際天文学連合IAUは惑星(planet)の新しい定義を思いつきました。そして初めて、「準惑星」(dwarf planet)という用語が使われました。

IAUが言ったことは次のとおりです。惑星は太陽を直接周回する必要があります。また、円形または球形の物理的形状を持つのに十分な大きさである必要があります。

そして、惑星は「その近隣を一掃する」必要があります。つまり、その惑星が持っている可能性のある衛星を除いて、惑星はその軌道を同等のサイズの他のオブジェクトと共有することはできません。

最初の2つの基準のみを満たし、最後の基準を満たさないオブジェクトは、「準惑星」と呼ばれるようになりました。

Artist’s illustration of Makemake, a dwarf planet in the Kuiper belt. Nearby is its moon, MK 2. Off in the distance: the Sun. NASA/ESA/A. Parker/Southwest Research Institute
カイパーベルトの準惑星であるマケマケのアーティストによるイラスト。近くにはその月、MK2があります。遠くにあるのは太陽です。

冥王星は降格されます

そのため、冥王星は惑星としての地位を失い、準惑星として分類されています。冥王星はチェックリストの最後の項目に不合格でした–他のカイパーベルトの冷たい物体のいくつかがその軌道経路内にあります。確かに論議を引き起こす決定であるこの決定は、今日まで科学者によって議論されています。

冥王星が降格されると同時に、別の太陽系オブジェクトが昇格されました。かつて小惑星(asteroid)と見なされていたセレスは、現在、準惑星として分類されています。カイパーベルトの近くにはありません。代わりに、セレスは小惑星帯(asteroid belt/main belt)にあり、火星と木星の間を周回しています。

冥王星、セレス、エリス、ハウメア、マケマケなどを合計すると、太陽系の準惑星の数は5つになります。しかし、そのリストは確実に増えていきます。すでに、ほぼすべてがカイパーベルトにいる何百もの候補者が、準惑星であるという基準を満たしている可能性があります。

This photograph of Ceres, a dwarf planet in the main asteroid belt, was taken by NASA’s Dawn spacecraft. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
メイン小惑星帯にある準惑星であるセレスのこの写真は、NASAのドーン宇宙船によって撮影されました。

準惑星について

準惑星は地球のようなものではありません。

それらの名前が示すように、それらははるかに小さいです。準惑星の中で最大の冥王星とエリスは、地球の直径の5分の1未満です。

質量も少ないです。たとえば、地球の質量はセレスの約6,400倍です。これは、2頭のオルカを1匹のモルモットと比較するようなものです。

そして準惑星は寒いです。冥王星の平均気温は華氏マイナス400度(摂氏マイナス240度)です。

A photograph of Pluto and one of its five moons, Charon. Except for Ceres, all the dwarf planets have at least one moon. Charon is nearly half Pluto’s size. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
冥王星とその5つの衛星の1つであるCharonの写真。セレスを除いて、すべての準惑星には少なくとも1つの月があります。カロンは冥王星のほぼ半分のサイズです。

準惑星に生命が存在する可能性はありますか?

生命には、液体の水、エネルギー源、有機分子(つまり炭素を含む分子)の3つが必要です。

冥王星の表面から100マイル(161 km)以上下に、巨大な液体の海が存在する可能性があります。これは、他のカイパーベルトの世界にも当てはまる可能性があります。セレスには地下水もあり、古代の惑星規模の海であったかもしれないものの残骸です。

私たちの太陽系のいたるところに豊富にある有機分子は、セレスと冥王星で発見されています。

しかし、すべての準惑星に欠けている要素の1つは、エネルギー源です。

日光は、特にカイパーベルトの準惑星には機能しません。 彼らは単に太陽から遠すぎます。 ベルトに到達するには、光は27億マイル(44億km)以上移動する必要があります。 太陽の光がこれらの遠い世界に到達するまでには、弱すぎてそれらのいずれかを大幅に加熱することはできません

そして、すべての準惑星は小さすぎて、太陽系の形成から残っている内部の熱を保持できません。

それでも、科学者たちは、想像できる最も適さない場所、つまり海底近く、土壌の深く、活火山の内部でさえ、地球上の生命を発見しました。 私たちの太陽系での生命に関しては、絶対とは絶対言わないでください。

Take a tour of the dwarf planet Ceres. 準惑星セレスのツアーに参加してください。

この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳はarchive4kids(Koichi Ikenoue)の文責で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.

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