太陽系の外縁に新しく100個以上の小惑星を発見

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Credit:depositphotos
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  • 太陽系の端で、新たに139個の小惑星が見つかった
  • 暗黒エネルギーの調査は、遠くに位置する識別が困難だった惑星の発見に役立った
  • 現在進行している調査によって、さらに数百個もの惑星が見つかるかもしれない

太陽系には人間が観測できていない惑星がたくさんあります。特に、海王星よりも遠い位置にある太陽系外縁天体(TNO:trans-Neptunian objects)は発見しづらいものです。

太陽と地球の距離は「1天文単位(約1億5000万km)」とされており、「1au」と表記します。太陽から海王星までは約30auです。

TNOは地球と同じように太陽の周りを周回していますが、30au(45億km)以上離れた宇宙空間に点在していることになります。

当然、反射光も微量であり、発見が困難なだけでなく、他の天体(恒星、銀河、超新星)と見分けることも難しいのです。

しかし、最近、米国ペンシルベニア大学の物理学者兼天文学者のゲイリー・バースタイン教授らによって、100個以上の新たなTNOの発見が報告されました

これらの新しい惑星の発見には、暗黒エネルギーの調査プロジェクトが役立ったようです。

報告の詳細は3月10日、「The Astrophysical Journal Supplement Series」に掲載されました。

Trans-Neptunian Objects Found in the First Four Years of the Dark Energy Survey
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ab6bd8

暗黒エネルギーサーベイ(DES)の思わぬ副産物

ブランコ望遠鏡(チリ)に設置されたダークエネルギーカメラ/Credit:darkenergysurvey

暗黒エネルギーサーベイ(DES:Dark Energy Survey)とは、宇宙を拡張させている暗黒エネルギーの謎を解明するための国際研究プロジェクトです。

DESは2013年8月から2019年1月まで行われ、現在では終了しています。

このプロジェクトでは、宇宙の膨張を計算するために、南天の5年半分の超新星や銀河団などの様々な天体と現象のデータを収集し、研究していました。

本来の目的とは異なりますが、DESによる調査の深さや精度の高さは、TNOを含む遠方の天体を発見するのに役立つことが分かりました。

この利点を生かし、バースタイン教授らの研究チームは、DESによって取得した最初の4年間のデータを分析。

その結果、316個のTNOを識別し、その内の139個はまったく新しいものだと判明したのです。

70億個の「点」から小惑星を識別する

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DESによる膨大なデータから新しいTNOの発見した方法は、次の通りです。

①70億個の「点」の検知

最初にDESの4年間のデータ画像から天体と思われる「点」すべてを検出しました。それらは、合計70億個にも及びました。

②動きのない「点」の除外

「点」の位置は1~2時間ごとに測定されるため、簡単に動きを追跡することができます。

TNOは太陽の周りを周回しているので、動きがあります。ですから、70億個の「点」から動きのない「点」は除外できます。

そして、検出された天体の近隣の天体を見つけ、グループにします。天体をグループ化することで、次に移動する場所を識別しやすくなるのです。

これにより、天体の動きをかなり詳しく把握できます。結果として、TNO候補は400個にまで絞られました。

③画像スタッキングの開発

画像スタッキング(重ね合わせ)とは、撮影された多数のフレームの中から良質な画像を選別して、合成する手法です。

いくつもの画像を重ね合わせることにより、ノイズが平均化され、画像が鮮明になります。研究チームは、TNO検知のための特別な画像スタッキングを開発しました。

④TNOの特定

開発した画像スタッキングにより、400個のTNO候補が実際にTNOであるか確認しました。

結果として、30~90auの範囲にある316個のTNOが特定され、そのうち139個は新たな発見となりました。

さらなる太陽系外縁天体(TNO)発見の可能性

Credit:Caltech/R. Hurt (IPAC)

現在では、既に約3,000個のTNOが知られていますが、ここに新しく139個のTNOが加わることになります

また、現在、新たに7つの天体の動きが捉えられています。これらは150au以上も遠い位置にあり、仮に、TNOであることが確定するなら、太陽系で私たちが確認できた最も遠い天体になります。

研究者たちは、今回の分析に続いて、DESの5年半の全データセットでの分析を再実行しています。彼らの推定によると、次回の新TNO発見は500個にも及ぶ可能性があるとのこと。

また、運が良ければ、未発見の「第9惑星」の証拠にも出くわすかもしれません。「第9惑星」とは約200auの距離を周回していると考えられている、太陽系第9番目の大きな惑星です。

いくつかのTNOの太陽周回は、第9惑星の重力の影響を示唆していますが、未だ検出されていません。

今回開発された手法を活用していくなら、今後、第9惑星を含む非常に遠い位置にある惑星が次々と明らかになっていくかもしれません。

未知の「太陽系第9惑星」は超小型のブラックホールかもしれない

reference: sciencealert,phys / written by ナゾロジー編集部
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