セドノイド

セドノイドとは

セドノイドとは、太陽系外縁部に位置する天体の一種で、非常に特異な軌道を持つことで知られています。具体的には、以下の特徴を持ちます。

近日点: [太陽]]に最も近づく点（近日点）が50[[天文単位]よりも遠い
軌道長半径: 軌道の長半径が150AUよりも遠い

これらの特徴を持つ天体は、現在までにセドナ、2012 VP113、2015 TG387 (Leleākūhonua)の3つしか発見されていません。しかし、これらの天体が存在するということは、同様の天体が他にも多数存在する可能性を示唆しています。

これらの天体は、太陽系の惑星がほとんど存在しない空間に位置しており、惑星からの重力的な影響をほとんど受けないとされています。そのため、これらの天体の軌道は、太陽系の初期の状況や、未知の天体の存在など、様々な情報を提供してくれる可能性があります。

セドノイドの軌道の謎

セドノイドの軌道は、その形成過程を説明する上で大きな謎となっています。これらの天体の軌道は、木星型惑星の重力や銀河潮汐の影響では説明できず、現在の位置で形成されたとすれば、元々は円に近い軌道だったはずです。そうでないと、微惑星間の相対速度が大きすぎて、天体が形成される過程である降着が起こらなかったと考えられます。

現在の楕円形の軌道は、以下のようないくつかの仮説で説明が試みられています。

1. 近傍恒星との相互作用: 太陽がまだ散開星団の中にいた頃、近くを通過した恒星の重力によって、セドノイドが現在の軌道まで引き上げられた。
2. 未知の惑星による擾乱: エッジワース・カイパーベルトの外側に未知の惑星サイズの天体（プラネットナインなど）が存在し、その重力によってセドノイドの軌道が乱された。
3. 恒星の捕獲: 太陽が他の恒星の近くを通過した際に、その恒星の周りを回っていた天体を捕獲した。

既知のセドノイド

現在までに発見されている3つのセドノイドは、近日点引数（近日点と昇交点との間の角度）が0°に近いという共通の特徴を持っています。これは、観測バイアスによるものではなく、予測外の現象です。なぜなら、木星型惑星との相互作用は近日点引数をランダム化するはずであり、セドナの歳差運動期間（近日点引数の変化周期）は数千万年から数億年にもなるためです。

この事実は、太陽系外縁に未知の大質量天体が存在する可能性を示唆しています。例えば、250AU離れた位置にスーパーアースが存在すれば、数十年のうちにこれらの天体を近日点引数が0°付近になるように釣り合わせることができます。しかし、このような距離にある低アルベドのスーパーアースは、現在の観測技術では検出が困難です。この仮想的なスーパーアースは、「プラネットナイン」と呼ばれています。

現在、軌道長半径が150AUより遠く、近日点が海王星以遠、近日点引数が340°±55°、観測弧が1年以上の天体は、27個が知られています。2015年には、V774104が3つ目のセドノイド候補として発表されましたが、観測弧が短く、近日点が海王星の影響外にあるかは不明です。

2018年には、2015 TG387の軌道長半径が1094AUであることが発表されました。これは、遠日点が2123AUとセドナよりもさらに遠く、太陽系外縁の構造を解明する上で重要な発見となりました。

セドノイドは、一つのグループを構成すると考えられていますが、スペクトル分析の結果、その起源が異なる可能性も指摘されています。

セドノイドの個数推定と今後の展望

セドノイドの形成過程に関する様々な仮説は、セドノイドの個数や分布に関する異なる予測を立てています。例えば、もしセドノイドが未知の惑星によって軌道が乱されたのであれば、これらの天体はほぼ同じ近日点を持つはずです。また、もし他の惑星系から捕獲されたのであれば、軌道傾斜角の分布に特徴が見られるはずです。

これらの仮説を検証するためには、より多くのセドノイドを発見し、その軌道や物理的性質を詳細に調べる必要があります。

セドノイドの研究は、太陽系の形成や進化、未知の天体の存在など、様々な謎を解明する上で重要な手がかりとなります。今後、新たな観測技術や理論的アプローチの発展によって、セドノイドの謎が解き明かされることが期待されます。

2006年、天文学者のマイク・ブラウンは「セドナを初期太陽系の化石記録と呼ぶ。他の化石記録が見つかれば、太陽がどう形成されたか、また太陽の近くで形成された恒星がいくつあったかを我々が知る手がかりになる」と述べました。セドノイドの研究は、太陽系の歴史を紐解く上で重要な役割を果たすでしょう。

2015 TG387 (Leleākūhonua)の発見後、シェパードらは、ヒルズの雲に直径40km以上の天体が約200万個存在し、その合計質量は小惑星帯の全質量の数倍にもなると結論付けました。これは、太陽系外縁部の構造を理解する上で重要な発見です。

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