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265：とはずがたり：2011/02/24(木) 00:28:15: 惑星形成の3つの定説、見直し迫る
ナショナルジオグラフィック公式日本語サイト2011年2月23日（水）19:55
http://news.goo.ne.jp/article/nationalgeographic/life/20110223002-ng.html
惑星形成の3つの定説、見直し迫る
(Image courtesy NAOJ)
　新しい太陽系外惑星が見つかれば見つかるほど、惑星系形成の謎は深まるばかりのようだ。

「恒星を公転する系外惑星は500個以上が確認されている。惑星探査はまさに黄金期に突入した」と、カリフォルニア大学バークレー校の惑星科学者ジェフリー・マーシー氏は語る。しかし、この“大豊作” が天文学者たちの頭痛の種となっている。新たに発見された惑星系の多くは、惑星系形成の既存モデルでは説明が付かないという。

　現在主流の学説では、惑星は恒星の誕生後に残るガスとちりの円盤から形成される。太陽系の場合、木星や土星など巨大ガス惑星は太陽から遠い地点で形成された後、残ったガスとちりの重力に引き寄せられて本来の軌道が乱れ、円盤の中心に向かって移動したと長らく考えられてきた。

　この移動プロセスは、ガスとちりの大部分が吹き寄せられてさまざまな天体が形成されると停止し、私たちのよく知っている太陽系がほぼ出来上がる。

　理論上、系外惑星系も同様のスタートを切っているはずである。しかし、マーシー氏によれば、この定説には現実と異なる点があるという。

◆定説1：すべての惑星の軌道はほぼ真円である

　一部の惑星は誕生後、長い楕円を描く奇妙な軌道で公転している可能性がある。だが、惑星は螺旋状に主星へ近づくにつれて重力の影響を受け、配水口へ流れ込む水の渦のように、軌道が真円に近づくという。

太陽系の8つの惑星はみな、ほぼ真円に近い軌道を描いている。惑星形成円盤のモデルでは、ほとんどの惑星系が同様であると示唆されている。だが実際には、これまで見つかった太陽系外惑星のうち、真円または真円に近い公転軌道を持つ惑星は3分の1にすぎない。

◆定説2：（若干の例外はあるが）恒星系のすべての天体が同一平面上を同一方向に公転している

　太陽系の場合、8つの惑星はすべて太陽の赤道面から少し傾いた「黄道面」を同方向に公転している。新しく生まれた恒星の周りを回転する円盤状物質の内部で惑星が形成されたとすれば、これは理にかなっている。

　既存のモデルは、惑星形成円盤の重力が主因になり、惑星が移動したという考え方に基づいている。この理論によれば、惑星は黄道面から外れることなく主星の自転方向に従って公転することになる。

　しかし、3分の1の系外惑星は軌道がこの理論とは一致しない。中には、主星の自転と反対方向に公転する惑星もあれば、地球の北極点と南極点の上空を通る気象衛星のように、黄道面から大きく外れた惑星もある。

◆定説3：海王星サイズの惑星は宇宙では珍しい

　ガス円盤の重力に基づいた理論では、移動速度が惑星の質量に比例するため、地球の質量の3倍から木星の質量（地球の約318倍）の範囲にある惑星は比較的珍しいとされる。

　地球より小さい惑星は移動速度が遅いため、円盤内で生き残りやすい。質量が地球から天王星（地球の約15倍）ほどの惑星の場合、移動速度が速く、主星に近づきすぎてのみ込まれてしまう。巨大ガス惑星になるほど急速に成長した惑星は、周囲のガスを食べ尽くすことで移動速度が遅くなり、生き残りのチャンスが得られるという。

　だが実際には、海王星（地球の約17倍）サイズの系外惑星が予想以上に見つかっている。地球の3～15倍サイズの惑星は理論上最も数が少ないはずであったが、実際には最もありふれた存在だった。ただし、これより小さい惑星は検出がまだ困難なため、正確な数字は出ていない。

「定説は“空振り三振アウト”だった」。マーシー氏は1月にワシントン州シアトルで開催されたアメリカ天文学会でこうコメントしている。

Richard A. Lovett for National Geographic News