自分の出身地について質問することは、私たちを明確に人間として際立たせる特徴の 1 つです。しかし、この好奇心旺盛な傾向が常に正しい方向に導いてくれるとは限りません。特に、自分が最終的に自分よりも重要であると考える場合はなおさらです。
私たちの太陽系がどのように形成されたかを発見するための私たちの探求の物語は、誤ったスタートが散らばっていて、天文学者がまだ改良中です.
世界で最も偉大な思想家は、もともと地球を創造の中心に置き、太陽、月、惑星、星々が私たちの周りを回っていました。これは、アリストテレスや古代ギリシャの時代にさかのぼる、1,000 年以上も続く考えです。
ポーランドの天文学者で数学者のニコラウス・コペルニクスが 16 世紀にこの考えに異議を唱えるまで、世論の流れは変わりませんでした。彼は、地球を含む惑星は中心太陽の周りを公転していると言いました.
コペルニクスの鍵発見
すべてが地球を周回していると考えていた場合、天文学者が太陽系がどのように形成されたのかについて現在のイメージをどのように形成したかを理解するのは困難です.コペルニクスの突破口は、歴史上最大の科学革命の 1 つとして称賛されています。
それでも、天体観測に触発されたのではなく、数学的エレガンスに触発されました.
宇宙のすべてが完全な円で地球を周回しているという地球中心主義の古代の考えは、夜空を観察するときに問題に遭遇しました。いくつかの惑星は、地球を周回する世界の振る舞いとはほとんど似ていません。そのため、古代ギリシャの博学者プトレマイオスは、惑星が小さな円を描いて移動し、それが地球の周りを周回する「周転円」を導入しました。
しかし、これは大きな飛躍であり、夜空で見たものに合わせて地球を中心に。コペルニクスの天才は、太陽を中心に置くことに切り替えると、周転円の必要性がなくなることに気付いたことです。彼の太陽中心モデルでは、地球が太陽の周りを周回する軌道で火星を追い越すため、火星は倍加しているように見えます。
コペルニクスは、宗教団体からの必然的な反発を非常に恐れていたため、彼の死後まで作品の出版を遅らせました。伝説によると、彼は死の床で彼の独創的な作品のコピーしか見たことがありません.
ガリレオの観察
私たちが実際に「太陽系」に住んでいることを実験的証拠が確認するには、何十年もかかるでしょう。 1600 年代初頭にイタリアの天文学者ガリレオ ガリレイがこの考えを固めたのは、その大部分の仕事でした。
もちろん、順風満帆ではありませんでした。ガリレオが教会と衝突したことは有名で、彼が正式に赦免されたのは 1992 年になってからのことです。しかし、科学に関する限り、彼が惑星金星が月のように段階を経て満ち欠けするのを観察したときに決定的な出来事が起こりました。
金星と太陽の両方が地球の周りを公転している場合、これは不可能です。両方の惑星が中心の照明源を周回している場合のみです。そのため、私たちは太陽系の惑星の 1 つにすぎません。
そのようなシステムがどのように実現されたのかということに注目が集まりました。 1630 年代、フランスの哲学者ルネ・デカルトは、最初に推測した人の 1 人でした。彼の出発点は、自然界に何もないという考えでした。
したがって、空間内の粒子が位置を移動した場合、別の粒子が移動してギャップを埋め、一連の「渦」を作成する必要があります。
デカルトは、これらの渦巻く円に巻き込まれた物質が何らかの形で凝縮したときに惑星が形成されたと信じていました.惑星が太陽の周りを回る理由を確立するには、アイザック ニュートン卿と彼の有名な重力に関する研究が必要です。しかし、それでも太陽とその惑星がどこから来たのかは説明できませんでした.
太陽系の起源に関する諸説
1700 年代半ばまでに、フランスの数学者 Georges-Louis Leclerc は、彗星が太陽に衝突したときに惑星が形成され、膨大な量の物質が外部に放出されたことを示唆していました。時間が経つにつれて、重力がこの物質を集めて周回する世界を形成したと彼は言いました.
20 世紀の終わりまでに、ルクレールの同胞であるピエール シモン ラプラスは、これが不可能であることを示しました。放出された物質は、太陽の重力によって引き戻されたはずです。
太陽系の起源について詳しく読む:
- コメット インターセプター:初期の太陽系の秘密を解き明かす
- 太陽系の事実:宇宙の近隣について誰もが知っておくべき 5 つのこと
- ハッブルの最大の発見:原始惑星系円盤
その後、ラプラス自身が別のイメージを作成し始めました。望遠鏡の発明により、天文学者は夜空に散らばる一連のぼやけた塊を発見することができました.
彼らはそれらをラテン語で「雲」を意味する「星雲」と呼んでいました。ラプラスは、太陽がそのような雲から形成されたことを示唆しました。雲が重力の下で崩壊するにつれて、アイススケーターが腕を組んでいるように、雲はどんどん速く回転しました.
ラプラスによれば、太陽の自転が速くなると物質が太陽から投げ出され、星の周りに平らな円盤ができたはずです。その後、重力がこの物質を集めて惑星が形成されました。
しかし、20 世紀の変わり目までに、ラプラスのアイデアはほとんど放棄されていました。主な問題は、この図が正しければ、太陽は実際よりもはるかに速く回転し、惑星はより穏やかなペースで回転するはずだということでした.
この問題を解決できず、ジェームズ ジーンズ卿などの天文学者は別の説明。
1917 年、ジーンズは太陽系の形成に別の星が関与していると提案しました。この侵入星が太陽を通り過ぎたとき、その強い重力がかなりの量の星の物質を引き裂いたでしょう。それが、惑星を形成するのに必要なビルディングブロックを提供した、とジーンズは言いました.
しかし、彼のアイデアは長続きしませんでした。 1929年までに、宇宙が広大であるため、このような接近遭遇はほとんどありそうにないことが示されました。さらに、たとえそれが起こったとしても、太陽は失われた物質の多くを再吸収したでしょう.明確な最有力候補がいないため、数十年が経過するにつれて新しい理論が出現し続けました.
1940 年代、イギリスの天文学者フレッド ホイルは、太陽には超新星として爆発したはるかに大きな伴星があったと提案しました。結果として生じた榴散弾の一部は、太陽の重力によって捕らえられ、後に集まって惑星を形成しました。しかし、水星と火星の質量が小さいことを説明するのに苦労したこともあり、それも納得できませんでした。
1970 年代になるまで、物事がより理にかなっているようになりました。天文学者がラプラスの星雲理論に戻ったとき。この理論の主な問題 – 観測された太陽の自転が予想よりも遅かったこと – は、周囲の雲の塵粒子によって引き起こされた抗力がブレーキをかけるのに役立っていれば、解消される可能性があります.
この考えは、1980 年代初頭に天文学者が原始惑星系円盤または「プロプリド」と呼ばれる、若い星の周りにある塵の多い平らな円盤を発見したときに大きく支持されました。これは、宇宙の他の場所で惑星形成を効果的に捕らえました。
エイリアンの太陽系
他の太陽系を観察することは、私たちの太陽系がどのように形成されたかを理解する鍵となります。しかし、1990 年代半ばまで、太陽のような別の恒星を周回する惑星を発見した人はいませんでした。 1995 年、ペガスス座 51 番星を取り囲む世界が発見され、状況が変わりました。
過去 20 年間で、天文学者は他の太陽系に 3,000 以上の惑星、いわゆる「系外惑星」を発見しました。しかし、最初から、これらの異星人地区がすべて私たち自身の完全な鏡像ではないことは明らかでした.
たとえば、ペガスス座51番星の惑星はその後ディミディウムと名付けられましたが、ペガスス座51番星を周回するのに4日強かかります。水星が太陽に近づくよりも、その星に 8 倍近い距離にあります。
さらに、ディミディウムの質量は木星の約半分であり、水星よりもはるかに大きな惑星です。
生まれたばかりの星の破片から惑星が形成されるという単純な図の下で、そのような巨大な世界をそのホストに非常に近接して形成することは信じられないほど困難です.より現実的な説明は、惑星が恒星からはるかに離れた場所で形成され、時間の経過とともに内側に移動したというものです。これは、惑星の軌道が固定されておらず、大幅にさまよう可能性があるという説得力のある証拠でした。これらの発見に後押しされて、天文学者は私たち自身の太陽系を新鮮な目で見るようになりました.
ディミディウムの発見から 10 年後の 2005 年、天文学者のグループがニース モデル (モデルが最初に策定されたフランスの都市にちなんで名付けられた) を提案しました。このアイデアの核心は、太陽系の巨大な惑星 - 木星、土星、天王星、海王星 - がずっと近くで始まったということです.
時間の経過とともに、木星は太陽に向かって内側に移動し、他の 3 つの惑星は外側に移動しました。シナリオによっては、天王星と海王星の順序が入れ替わることさえあります。
太陽に向かう木星の動きは、多くの小さな天体を散乱させたでしょう。鳩の群れの中を走る犬のように。これらの暴走の多くは太陽系の内側に行き着き、岩石惑星とその月に降り注ぐ流星の数に鋭いピークを作ったでしょう。そして、38 億年から 41 億年前に月への衝突活動が急増したという証拠が実際にあります (地球への衝突の証拠は、ずっと前に侵食されていたはずです)。
海王星の外向きの動きは、太陽から遠く離れた小さな天体も送り出し、カイパー ベルトと散乱円盤 (太陽系の外側にある小さな天体の 2 つの貯水池) を説明するのに役立ちました。 .
太陽系に隠れている惑星、ニビル
しかし、大きな前進ではあったものの、この元のニース モデルは完璧にはほど遠いものでした。コンピューター シミュレーションを使用して 4 つの巨大な惑星間の重力相互作用を再現したところ、天文学者は約 3% の確率で太陽系に似た太陽系しか得られませんでした。
しかし、1 つの小さな修正で、これを 23% に高めることができます。修正？ 5つ目の巨大惑星の追加。しかし、これまでに見た巨大な世界は 4 つだけです。したがって、この説明を真剣に受け止めるなら、この別の惑星に何が起こったのかを説明できる必要があります.
近隣惑星の移動中に太陽系から完全に追い出された可能性があります。孤立した惑星は宇宙の黒い虚空をさまよいました。天文学者は、これらのいわゆる「はぐれ惑星」の例をすでにいくつか発見しているため、この考えはばかげているとは言えません。
しかし、別のもっと興味をそそる説明があります。この 5 番目の巨大惑星は、私たち自身の太陽系にまだここにいて、私たちがそれを見つけるのを待っています。 「プラネット ナイン」またはニビルと呼ばれる、この可能性のある世界に関する話題は、近年の最もエキサイティングな天文学的発展の 1 つです。
2014 年に、天文学者のチームは、海王星を超えて太陽を周回するいくつかの小さな天体が非常によく似た軌道を持っていることに気付きました。その後、2016 年 1 月に、同じように動作するオブジェクトがさらに見つかったことが発表されました。このような共通の特徴が偶然によるものである可能性は、わずか 0.007% と計算されています。
有力な説明は、少なくとも地球の 10 倍の質量を持つ余分な惑星が存在し、暗闇の中でこっそりと小さな物体を重力で引っ張って並べているというものです。
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第 9 惑星が実際に存在するのであれば、これまで私たちの目に留まらなかった理由は、太陽からの距離が非常に遠いことです。その軌道は、地球よりも太陽から推定 1,200 倍離れています。つまり、準惑星冥王星よりも少なくとも 600 倍暗く見える可能性があります。
どこを見ればよいか正確にわかっていなければ、簡単に見落としてしまいます。現在、それを追い詰めるための専用の捜索が進行中です。
これらの最新の天文学的冒険は、私たちの太陽系の形成の物語がまだ進行中であることを示しています。私たちは古代ギリシャの時代から長い道のりを歩んできましたが、まだ多くの章が残されています.
- この記事は、BBC Focus Magazine の第 302 号に最初に掲載されました - 登録方法はこちら
用語集
太陽系外惑星 - 私たちの太陽以外の恒星を周回する惑星。太陽に似た恒星を周回する最初の太陽系外惑星は、1995 年に発見されました。移行 - 太陽系の惑星の軌道が時間の経過とともに大きく変化する可能性があるという考え。木星は太陽系の内側に移動したと考えられています。
星雲 - 星間空間にある大きなガスと塵の雲。いくつかの星雲は、星の工場と考えることができます。何百万年もの間、新しい星のグループを点火するのに十分な温度と圧力になるまで、重力はゆっくりと雲を崩壊させます.
提案 - 「原始惑星系円盤」の略。これらは、天文学者が最終的に惑星になると信じている、新しく形成された星の周りの暗くて平らなリングです.
ボルテックス - 渦巻く流体または空気の塊、特に渦または旋風。デカルトは、同様のメカニズムが惑星が太陽の周りを回る理由の原因であると信じていました.
太陽系の起源:発見の年表
ニコラウス コペルニクス (1473-1543) – ポーランド生まれのコペルニクスは、経済学、政治学から医学まで、知的思想の多くの分野で働いていましたが、惑星の軌道に関する研究で最も有名です。
1543 – コペルニクスが De Revolutionibus Orbium Coelestium を発行 (天球の回転について) 地動説の彼の考えを設定します。これは、これまでに書かれた最も重要な本の 1 つです。コペルニクスは、彼の死の床で出版されたテキストしか見ません。
ガリレオ・ガリレイ (1564-1642) – 現代天文学の祖であるガリレオは、望遠鏡を意味のある方法で夜空に向けた最初の人物であり、宇宙における私たちの位置についての私たちの考えに革命をもたらしました。
ピエール シモン ラプラス (1749-1827) – この影響力のあるフランスの科学者は、星形成に関する貴重な研究に満足せず、ブラック ホールの概念を最初に想像した人物の 1 人でした。ブラック ホールとは、何かが逃げるのを防ぐのに十分な重力を持つ星です。
1796 – ラプラスは太陽系の形成に関する彼の星雲モデルを提案し、天文学者は 150 年以上後にこのモデルに戻ることになります。
サー ジェームス ジーンズ (1877-1946) – 英国の天文学者ジェームズ・ジーンズは、「ジーンズ質量」に彼の名前を付けました.星雲がこの臨界点に達すると、不可逆的な重力収縮を受け、星形成の引き金になります。
1995 – 天文学者は、私たちの太陽のような別の星を周回する最初の惑星を発見し、3,000 以上の新しい世界が発見された系外惑星天文学の時代を先導します.
2005 – ニース モデルの最初の化身が公開されました。これは、太陽系がどのように形成されたかを示す、これまでで最も包括的な図です。惑星移動のアイデアを利用しています。
マイク・ブラウン (1965-) – 自称「冥王星キラー」として、ブラウンは海王星の軌道を超えた場所にある天体の最も多くの発見者の 1 人です。彼は、現在のプラネット ナインの捜索に尽力しています。
2014 – 太陽系に 9 番目の惑星がある可能性を示す最初の兆候が現れ始めます。
小さくて遠くにある物体が、非常によく似た物体を持っていることが発見されました。これは偶然ではありません。
