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SCIENTIFIC AMERICAN February 2016

The Search for Planet X

太陽系にもスーパーアース? 惑星Xを探せ

By Michael D. Lemonick M. D. レモニック
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Something very odd seems to be going on out beyond Pluto. Astronomers have known for more than two decades that the tiny former planet is not alone at the edge of the solar system: it is part of a vast cloud of icy objects known collectively as the Kuiper belt. But unlike most of their fellow travelers, and unlike the planets and most asteroids, which orbit between Mars and Jupiter, a small handful of Kuiper belt objects, or KBOs, have orbits that are decidedly weird. For one thing, they take unusually elongated paths around the sun, unlike the roughly circular orbits of most planetary bodies.  冥王星の向こうで何かとても妙なことが進行中らしい。天文学者は20年以上前から,太陽系の端にあるのはこの小さな元惑星だけではないことを知っていた。冥王星は,まとめて「カイパーベルト」と呼ばれる氷の天体の広大な雲の一部なのだ。しかしカイパーベルト天体(KBO)のうち少数の軌道は,他の仲間とも,惑星とも,火星と木星の間で公転する小惑星とも違う,実に奇妙なものになっている。例えば他のほとんどの惑星類の軌道がほぼ円形なのとは違い,これらの軌道は異様に細長い。
These badly behaving objects, which number between four and a dozen, depending on who is counting, share another orbital peculiarity as well. Like most KBOs, they orbit at an angle to the pancake-shaped plane where the planets live, rising above the pancake for part of the time, then plunging through to dip below for the rest. But unlike their frozen brethren, these objects all pass through the planetary plane at the same time that they make their closest swing toward the sun.  こうした行儀の悪い天体は数える人によって4個ないし12個あり,軌道に関する奇妙な共通点がもう1つある。大半のKBOと同様,これらの軌道は惑星の公転軌道が収まる薄い円板に対してある角度をなし,ある時はその円板の上を,その他の時は下をめぐっている。しかし他の仲間とは違い,これらの天体が惑星の公転軌道平面を通過するのは太陽に最接近した際なのだ。
Or, to use a term even many astronomers find arcane, they have remarkably similar arguments of perihelion (AOP). “Normally,” says Scott Sheppard, a planetary scientist at the Car­ne­gie Institution for Science, “you would expect the arguments of perihelion to have been randomized over the life of the solar system.” Maybe it is just a coincidence that these few bodies ended up with the same AOP: such a thing should happen, purely by chance, less than a few percent of the time. Those odds are something like getting 10 heads in a row when you flip a coin: pretty unusual but nowhere near impossible.  あるいは,多くの天文学者にとってさえピンとは来ない専門用語を使えば,「近日点引数」が見事にそろっている。カーネギー研究所の惑星科学者シェパード(Scott Sheppard)は,「普通なら近日点引数は太陽系全体でランダムになると予想される」と言う。当該の少数の天体が同じ近日点引数になったのは単なる偶然かもしれない。偶然そうなる場合は数%もないが,ゼロではない。この確率は硬貨をはじいて10回連続で表が出るようなもので,かなり珍しいが,ありえなくはない。
But those 10 heads could also mean your coin is loaded, and the same goes for these KBOs. Something may have forced the objects into this strange configuration—and that something could be a huge, unknown planet, significantly more massive than Earth, lurking out at the edge of the solar system: a super Earth (super Earths are planets up to roughly 10 times more massive than Earth). If such a hidden object—sometimes whimsically called “Planet X”—exists, it would orbit at least 10 times farther from the sun than Neptune—too distant and too faint to have been spotted by any telescope to date. Yet its sizable mass would have gravitational effects on the rest of the solar system—effects that might ex­­plain the odd orbits astronomers have seen.  しかし10回連続表となると,硬貨に偏りがある可能性もあり,これらのKBOについても同じことがいえる。これらの天体にそういう奇妙な配列をとるよう仕向けている何かがあるのかもしれず,その何かとは,太陽系のはずれに潜む,地球よりも質量のかなり大きな未知の巨大惑星,つまりスーパーアース(質量が地球の10倍程度までの惑星)なのかもしれない。そんな天体(「惑星X」と呼ばれることもある)が隠れていた場合,太陽・海王星間の少なくとも10倍の距離のところを公転していることになる。遠すぎ,したがって暗すぎて,従来の望遠鏡では見えない。だが,かなり大きなその質量は太陽系の他の部分に重力を及ぼすはずで,観測されている奇妙な軌道を説明するかもしれない。