[公開日] 2025年5月19日 午後1時41分（英国標準時）
[質問] 太陽系において、太陽に近い惑星は遠い惑星よりも古いのでしょうか？ – ガブリエル、10歳、ケンタッキー州パデューカ、アメリカ合衆国
[答えてくれる先生] Christopher Palma, Lucas Brefka
私たちの太陽系 (our solar system) で最初に形成されたのは、約45億年前、崩壊したガス雲が創り出した太陽 (our Sun) でした。
その後、太陽の形成時に残された数十億個のガスと塵の粒子が平らな円盤状 (flattened disk) になり、惑星 (the planets) が誕生し始めました。
原始惑星系円盤 (a protoplanetary disk) として知られるこの円盤は巨大で、太陽を数十億マイルも取り囲んでいました。円盤内では、ガスと塵の粒子が衝突し、固まり、雪の結晶が集まって雪玉を作るように、互いにくっつき始めました。
粒子がくっつくにつれて、微小な粒子は小石サイズの物体になり、どんどん大きくなっていきました。野球ボールほどの大きさの岩石、家ほどの大きさの岩石、そして惑星ほどの大きさの岩石になったものもいくつかあります。
このプロセスは集積と呼ばれ (called accretion) 、太陽系のすべてのもの、つまり惑星 (planets)、衛星 (moons)、彗星 (comets)、小惑星 (asteroids) は、このようにして誕生しました。
氷線 (The ice line)
コンピュータモデルを研究し、他の恒星系の形成過程 を観察することで、私たち のような 天文学者 は太陽系の初期について多くのことを学んできました。
太陽がまだ形成中で、原始惑星系円盤が惑星を生成していた頃、太陽から離れていて氷が寄り合うほど冷たい距離がありました。その場所、氷線: the ice line（雪線: スノーラインとも呼ばれます）は、現在の火星 (Mars) と木星 (Jupiter) の間にある小惑星帯 (the asteroid belt) にありました。
今日では、もちろん、水星 (Mercury) でさえ、ほとんどすべての惑星に氷が見られます。しかし当時は、氷線より外側にある若い原始惑星だけが氷を持つほど冷たかったのです。氷、ガス、塵は数百万年にわたって互いに衝突し合い、巨大な天体へと蓄積され、最終的に木星 (Jupiter)、土星 (Saturn)、天王星 (Uranus)、海王星 (Neptune) といった巨大惑星へと成長しました。
こうした過程を経る間、氷線の内側にあった小さな惑星も形成されていました。しかし、水星 (Mercury)、金星 (Venus)、地球 (Earth)、火星 (Mars) の形成には、利用可能な物質が少ないため、はるかに長い時間がかかりました。
今日では、最も大きな惑星である木星と土星が 最初に完全に形成された と考えられており、どちらも数百万年以内でした。次に天王星と海王星が1000万年以内でした。地球を含む氷線の内側の惑星は、少なくとも1億年、おそらくそれ以上の年月を要しました。
言い換えれば、太陽に最も近い4つの惑星が最も若く、最も遠い2つの惑星が次に若く、その間の2つの惑星が最も古いと言えます。最も若い惑星と最も古い惑星の年齢の差は、おそらく9000万年です。
途方もない年齢差のように聞こえるかもしれませんが、宇宙では9000万年は それほど長くはありません。宇宙が誕生してから の時間の1%にも満たないのです。一つの考え方としては、地球を 2～3歳年上の兄である木星を持つ妹だと考えてみてください。
位置、位置、位置の選定
巨大惑星は形成後すぐに移動を始め、太陽に向かって内側へ、または太陽から外側へ移動し、ついに最終的な軌道に落ち着きました。
例えば、海王星は外側に移動し、天王星と位置を入れ替え、多くの小さな氷の天体をカイパーベルト (the Kuiper Belt) へと押し込みました。カイパーベルトは太陽系外縁部に位置し、冥王星 (Pluto)、エリス (Eris)、マケマケ (Makemake) といった準惑星 (dwarf planets) や数百万の彗星 (comets) が生息する場所です。
一方、木星は内側に移動し、その巨大な重力によって形成途中の惑星の一部が太陽に押し込まれ、そこで崩壊しました。その過程で、木星はいくつかの小さな岩石を太陽系外に投げ出し、残りは小惑星帯 (the asteroid belt) へと移動しました。
しかし、最も重要なのは、木星が軌道を安定させるにつれて、形成途中の天体すべてが移動し、地球を含む残りの内惑星の 位置が決定された可能性が高い ことです。
木星のこうした引っ張り合いによって、地球はいわゆる「ゴルディロックス・ゾーン: Goldilocks zone」と呼ばれる領域に入りました。ゴルディロックス・ゾーン とは、太陽からちょうど良い距離にある場所で、地球の表面に液体の水が存在し、生命が進化するのに適した温度になる場所です。もし木星が今のような形で形成されていなかったら、地球上で生命が誕生しなかった可能性も十分にあり、そして私たちは今日ここに存在していなかったでしょう。
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 の翻訳責任で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.
