The search for our solar system's ninth planet | Mike Brown

翻訳: Tomoyuki Suzuki 校正: Yoko Emori

I'm going to tell you a story from 200 years ago.

まずは 200年前の話から始めましょう

In 1820, French astronomer Alexis Bouvard

1820年 フランスの天文学者 アレクシス・ブヴァールは

almost became the second person in human history to discover a planet.

惑星発見者として名を残す ２人目の人物となるところでした

He'd been tracking the position of Uranus across the night sky

古い星表を参考にして

夜空に見える天王星の位置を 追跡していましたが

using old star catalogs,

and it didn't quite go around the Sun

彼の予測とは ちょっと違った振る舞いで

the way that his predictions said it should.

太陽の周りを回っていたのです

Sometimes it was a little too fast,

時に 動きが少しだけ速すぎたり

sometimes a little too slow.

遅すぎたりしていました

Bouvard knew that his predictions were perfect.

ブヴァールは 自分の計算は完璧だと思っていました

So it had to be that those old star catalogs were bad.

だから 古い星表が 間違っているに違いないと思い

He told astronomers of the day,

当時の天文学者に言いました

"Do better measurements."

「もっと正確な観測を行ってくれ」

So they did.

すると 再測定が行われました

Astronomers spent the next two decades

天文学者は その後20年をかけて

meticulously tracking the position of Uranus across the sky,

天王星の位置を 細心の注意を払って追跡しましたが

but it still didn't fit Bouvard's predictions.

なおも ブヴァールの予測と 一致しませんでした

By 1840, it had become obvious.

1840年までには

問題は 星表にあるのではなく

The problem was not with those old star catalogs,

the problem was with the predictions.

予測にあることが 明らかになりました

天文学者には 理由が分かっていました

And astronomers knew why.

They realized that there must be a distant, giant planet

天王星軌道の外に 巨大な惑星があるに違いないと

just beyond the orbit of Uranus

気づいたのです

that was tugging along at that orbit,

それが天王星の軌道に 影響を及ぼし

sometimes pulling it along a bit too fast,

時には 天王星の速度を少し速め

sometimes holding it back.

時には 遅くしているのだと

Must have been frustrating back in 1840

1840年当時は 苛立たしかったに違いありません

to see these gravitational effects of this distant, giant planet

その彼方にある巨大惑星の 重力効果が観察できるのに

but not yet know how to actually find it.

実際にその巨大惑星を探し当てる方法が 無かったのですから

本当です 本当に 苛立たしいんです

Trust me, it's really frustrating.

(Laughter)

（笑）

But in 1846, another French astronomer,

しかし 1846年に 別のフランス人天文学者

Urbain Le Verrier,

ユルバン・ルヴェリエが 計算を行い

worked through the math

and figured out how to predict the location of the planet.

この惑星の位置を突き止める方法を 見つけ出すと

He sent his prediction to the Berlin observatory,

予測結果を ベルリン天文台に送りました

they opened up their telescope

天文台が 望遠鏡を稼働させた 最初の晩に

and in the very first night they found this faint point of light

かすかな光を放ち 空をゆっくりと移動する点が

slowly moving across the sky

見つかりました

and discovered Neptune.

海王星の発見です

It was this close on the sky to Le Verrier's predicted location.

ルヴェリエが予測した位置から 本当に近い所にありました

The story of prediction and discrepancy and new theory

これは 予測、予測との不一致 新たな理論

そして発見という大勝利に至る 非常に典型的なストーリーであり

and triumphant discoveries is so classic

and Le Verrier became so famous from it,

ルヴェリエが一躍 有名になったので

that people tried to get in on the act right away.

他の人々も 直ぐに真似しようとしました

In the last 163 years,

過去163年間に

dozens of astronomers have used some sort of alleged orbital discrepancy

何十人もの天文学者が 軌道が食い違っているとして

to predict the existence of some new planet in the solar system.

太陽系にある未発見の惑星の存在を 予言しました

They have always been wrong.

全て 誤りでした

The most famous of these erroneous predictions

その中でも 最も有名なのが

came from Percival Lowell,

パーシヴァル・ローウェルの予言です

who was convinced that there must be a planet just beyond Uranus and Neptune,

彼は 天王星と海王星のすぐ先に これらの軌道に影響を与えている ―

messing with those orbits.

惑星があるはずだと確信しました

And so when Pluto was discovered in 1930

そして 1930年に冥王星が

ローウェル天文台によって 発見されると

at the Lowell Observatory,

everybody assumed that it must be the planet that Lowell had predicted.

誰もが これはローウェルが予言した 惑星に違いないと思いました

They were wrong.

これは間違いでした

It turns out, Uranus and Neptune are exactly where they're supposed to be.

天王星や海王星は あるべきところに あることが 今では判明しています

It took 100 years,

その理解に100年かかりましたが

but Bouvard was eventually right.

ブヴァールは 結局のところ 正しかったのです

Astronomers needed to do better measurements.

天文学者は もっと正確な測定を する必要があったのです

And when they did,

再測定を行い

those better measurements had turned out that

より正確なデータを用いた結果

there is no planet just beyond the orbit of Uranus and Neptune

天王星や海王星の軌道のすぐ外側には 他の惑星が存在しないということが分かり

and Pluto is thousands of times too small

冥王星がこれらの惑星の軌道に 影響を及ぼすには

to have any effect on those orbits at all.

数千倍の質量が 必要だと分かりました

So even though Pluto turned out not to be the planet

冥王星は 当初予言された惑星とは

異なるものだと判明したものの

it was originally thought to be,

it was the first discovery of what is now known to be

惑星群の外側にある 今では何千もあることが知られている

thousands of tiny, icy objects in orbit beyond the planets.

小さな氷でできた天体の 最初の発見になりました

Here you can see the orbits of Jupiter,

ご覧になっているのは

木星、土星、天王星、海王星の軌道です

Saturn, Uranus and Neptune,

and in that little circle in the very center is the Earth

中心近くの小さな円の中には

地球と太陽と 皆さんが知り 親しまれている ほとんどすべてがあります

and the Sun and almost everything that you know and love.

And those yellow circles at the edge

また 縁辺部にある黄色の円は

are these icy bodies out beyond the planets.

惑星群の外側にある 氷でできた天体です

These icy bodies are pushed and pulled

氷の天体の軌道は

惑星の重力場により

by the gravitational fields of the planets

in entirely predictable ways.

完全に予測可能な仕方で 影響を受けています

Everything goes around the Sun exactly the way it is supposed to.

太陽を周回するあらゆる天体は 正確に理論通りに運動しています

Almost.

ほぼ正確にですが

So in 2003,

さて 2003年のこと

I discovered what was at the time

私は 太陽系の中で

the most distant known object in the entire solar system.

当時としては最も遠いところにある 天体を発見しました

It's hard not to look at that lonely body out there

この孤立した天体を見ると 言いたくなります

and say, oh yeah, sure, so Lowell was wrong,

ああ ローウェルは 間違ってたんだ

there was no planet just beyond Neptune,

海王星のすぐ先に 惑星はなかったけど

but this, this could be a new planet.

これこそ新惑星かもしれないと

まず解明すべき問題は

The real question we had was,

what kind of orbit does it have around the Sun?

太陽の周りをどんな軌道で 回っているのかです

Does it go in a circle around the Sun

惑星ならばそうあるべき 円軌道なのか？

like a planet should?

Or is it just a typical member of this icy belt of bodies

それとも この帯状に分布する 氷の天体の一員にすぎず

that got a little bit tossed outward and it's now on its way back in?

少しだけ外側にはじき出されて 戻ってくるところなのか？

This is precisely the question

これはまさに

天文学者が200年前に天王星について 解明しようとした問題と同じです

the astronomers were trying to answer about Uranus 200 years ago.

They did it by using overlooked observations of Uranus

彼らは それまで見過ごされていた ―

天王星発見の91年前の 観測記録を用いて

from 91 years before its discovery

to figure out its entire orbit.

その全軌道を明らかにしました

We couldn't go quite that far back,

我々は そこまで過去に 遡れませんでしたが

but we did find observations of our object from 13 years earlier

この天体に関する13年前の 観測データを見つけたので

that allowed us to figure out how it went around the Sun.

太陽周回軌道を 導き出すことができました

So the question is,

問題は

惑星のような円軌道なのか

is it in a circular orbit around the Sun, like a planet,

or is it on its way back in,

それとも 氷の天体のような軌道で

like one of these typical icy bodies?

戻ってくる途中にあるのか？

And the answer is

その答えは

どちらでもありません

no.

It has a massively elongated orbit

この天体は ひどく細長い軌道を描いており

that takes 10,000 years to go around the Sun.

１万年かけて 太陽の周りを回ります

我々はこの天体を 「セドナ」と命名しました

We named this object Sedna

after the Inuit goddess of the sea,

常に氷の世界にいることに 敬意を表し

in honor of the cold, icy places where it spends all of its time.

イヌイットの海の女神の名前から 取りました

セドナについて分かっているのは

We now know that Sedna,

it's about a third the size of Pluto

冥王星の３分の１ほどの 大きさで

and it's a relatively typical member

海王星の先にある氷の天体群の 比較的典型的な一員だということです

of those icy bodies out beyond Neptune.

Relatively typical, except for this bizarre orbit.

比較的というのは 奇妙な軌道を描いている点が例外だからです

You might look at this orbit and say,

この軌道を見たら

「ああ 奇妙だな 公転周期が１万年なんて」 と思うかもしれませんが

"Yeah, that's bizarre, 10,000 years to go around the Sun,"

but that's not really the bizarre part.

奇妙なのは そのことではありません

The bizarre part is that in those 10,000 years,

奇妙なのは その１万年の間に

Sedna never comes close to anything else in the solar system.

セドナが 他の太陽系の天体に 接近することがないことです

Even at its closest approach to the Sun,

太陽に最も近づいた時でも

Sedna is further from Neptune

セドナと海王星の間の距離は

than Neptune is from the Earth.

海王星と地球の間の距離よりも 離れています

If Sedna had had an orbit like this,

もし セドナが このような軌道を描き

that kisses the orbit of Neptune once around the Sun,

１回公転する間に 海王星の軌道に触れるのであれば

that would have actually been really easy to explain.

説明は簡単だったことでしょう

That would have just been an object

元々氷の天体の領域にあって

that had been in a circular orbit around the Sun

太陽の周りを円軌道で 回っていた天体が

in that region of icy bodies,

had gotten a little bit too close to Neptune one time,

ある時 海王星に接近しすぎたために

and then got slingshot out and is now on its way back in.

軌道からはじき出され 現在 戻ってくる途上にあるということです

But Sedna never comes close to anything known in the solar system

しかし セドナには はじき出したはずの天体が

太陽系において 知られる限りでは存在しません

that could have given it that slingshot.

Neptune can't be responsible,

それは海王星ではあり得ず

but something had to be responsible.

何か別の天体があったはずです

This was the first time since 1845

影響を及ぼしている天体が 不明な重力効果が

that we saw the gravitational effects of something in the outer solar system

外太陽系(木星以遠)において 観測されたのは

and didn't know what it was.

1845年以来 初めてのことでした

I actually thought I knew what the answer was.

私は その答えなら 分かると思いました

Sure, it could have been some distant, giant planet

外太陽系の遠く離れた場所に 巨大惑星があるという見方もありますが

in the outer solar system,

but by this time, that idea was so ridiculous

その頃までには これは 馬鹿げた考えで

and had been so thoroughly discredited

全く信憑性がないと されていたため

that I didn't take it very seriously.

私自身 真剣に とらえていませんでした

But 4.5 billion years ago,

しかし 45億年前

when the Sun formed in a cocoon of hundreds of other stars,

何百という恒星の幼生を宿す 誕生の場から太陽が形成されたとき

any one of those stars

その中の１つの恒星が偶然に

could have gotten just a little bit too close to Sedna

セドナにほんの少し 近づきすぎたことで

and perturbed it onto the orbit that it has today.

現在の軌道へと 押しやったのかもしれません

When that cluster of stars dissipated into the galaxy,

一連の恒星が 銀河系の中へと散らばっていくと

the orbit of Sedna would have been left as a fossil record

セドナの軌道は 太陽の初期の歴史を

まるで化石のように 記録として残したのでしょう

of this earliest history of the Sun.

I was so excited by this idea,

私は太陽の誕生の歴史を

by the idea that we could look

化石化された記録として考察できる という考えにワクワクし

at the fossil history of the birth of the Sun,

that I spent the next decade

その後の十年間 セドナのような軌道をもった

looking for more objects with orbits like Sedna.

天体をさらに探しました

In that ten-year period, I found zero.

十年かけて見つけた数は 「ゼロ」です

(Laughter)

（笑）

But my colleagues, Chad Trujillo and Scott Sheppard, did a better job,

でも 同僚のチャド・トルヒーヨと スコット・シェパードはもっと上手くやって

and they have now found several objects with orbits like Sedna,

セドナのような軌道をもった天体を いくつか発見しています

which is super exciting.

本当にワクワクします

But what's even more interesting

しかし さらに興味深いことに

is that they found that all these objects

彼らの発見によると これらの天体は全部

are not only on these distant, elongated orbits,

他から隔たった細長い軌道を もっているだけではなく

they also share a common value of this obscure orbital parameter

天体運動を表す 知名度の低い 「近日点引数」という軌道要素が

that in celestial mechanics we call argument of perihelion.

同じような値を示しているのです

When they realized it was clustered in argument of perihelion,

近日点引数が 近い値にあると知ると

彼らは すぐさま 非常に興奮して

they immediately jumped up and down,

「遠方にある巨大な惑星の影響に 違いない」と語り合いました

saying it must be caused by a distant, giant planet out there,

とても興奮する話ですが ただ 筋が全く通らないんです

which is really exciting, except it makes no sense at all.

Let me try to explain it to you why with an analogy.

そのわけを たとえを用いて説明します

Imagine a person walking down a plaza

ある人が広場を歩いていて

and looking 45 degrees to his right side.

進行方向の45度右に 顔を向けています

There's a lot of reasons that might happen,

そうなる理由は 色々と考えられるので

it's super easy to explain, no big deal.

説明はとても容易です

Imagine now many different people,

では 大勢の人がいて

皆 バラバラの方向に向かって 広場を歩いていますが

all walking in different directions across the plaza,

but all looking 45 degrees to the direction that they're moving.

皆が進行方向の45度右を 向いているとしたらどうでしょう？

Everybody's moving in different directions,

皆が違う方向に向かって歩き

everybody's looking in different directions,

違う方向に顔を向けているのに

but they're all looking 45 degrees to the direction of motion.

進行方向に対する顔の向きは 揃って45度なんです

What could cause something like that?

そんなことが どうしたら起きるのでしょう？

I have no idea.

私には全く分かりません

It's very difficult to think of any reason that that would happen.

そんなことが起こる理由を 考え出すのは簡単じゃありません

(Laughter)

（笑）

And this is essentially what that clustering

近日点引数が近い値に なっているというのは

in argument of perihelion was telling us.

まさに そういうことなのです

Scientists were generally baffled and they assumed it must just be a fluke

たいていの科学者たちは当惑し 単なる偶然か

観測ミスに違いないと考えました

and some bad observations.

They told the astronomers,

彼らは天文学者に対し

"Do better measurements."

「もっと正確な観測を行ってくれ」 と伝えました

I actually took a very careful look at those measurements, though,

私は観測データを とても注意深く調べましたが

and they were right.

正確なデータでした

These objects really did all share

これらの天体は

たしかに 同じ近日点引数を もっていたのです

a common value of argument of perihelion,

and they shouldn't.

あり得ないことです

Something had to be causing that.

何かがこの現象を 引き起こしているに違いありませんでした

The final piece of the puzzle came into place in 2016,

パズルの最後のピースが 2016年に見つかりました

when my colleague, Konstantin Batygin,

３つ離れた部屋で働いている同僚の

who works three doors down from me, and I

コンスタンティン・バティーギンと 私が

realized that the reason that everybody was baffled

皆を困惑させている原因に 気づいたのです

was because argument of perihelion was only part of the story.

それは 近日点引数は 現象の 一部を見ているに過ぎないということです

If you look at these objects the right way,

これらの天体は 正しい見方をすれば

they are all actually lined up in space in the same direction,

実際には 軌道は宇宙空間で 同じ方向を向き

and they're all tilted in space in the same direction.

同じ方向に傾いているのです

It's as if all those people on the plaza are all walking in the same direction

まるで 広場で全ての人が 同じ方向に向かって歩き

and they're all looking 45 degrees to the right side.

進行方向に対し 揃って 45度右側を見ているようなものです

That's easy to explain.

それなら 説明は簡単です

They're all looking at something.

みんな何かを見ているんです

These objects in the outer solar system are all reacting to something.

外太陽系のこれらの天体は 全てあるものに反応しているのです

But what?

一体 何でしょうか？

Konstantin and I spent a year

コンスタンティンと私は

外太陽系の遠方の巨大な惑星に 依存しない説明を探そうと

trying to come up with any explanation other than a distant, giant planet

１年をかけました

in the outer solar system.

We did not want to be the 33rd and 34th people in history to propose this planet

惑星の存在を予言し またもや間違いだと指摘される

33番目と34番目の人間には なりたくなかったのです

to yet again be told we were wrong.

But after a year,

しかし １年経ってみると

there was really no choice.

他に選択肢はありませんでした

We could come up with no other explanation

唯一考えられる説明は

太陽系の他の惑星の軌道面に対し 傾斜した軌道上を運行する

other than that there is a distant,

massive planet on an elongated orbit,

inclined to the rest of the solar system,

巨大な惑星が遠くにあり

that is forcing these patterns for these objects

外太陽系にある これらの天体の向きを

in the outer solar system.

特徴づけている ということでした

Guess what else a planet like this does.

そのような惑星は他に どんな影響を及ぼすのでしょう？

Remember that strange orbit of Sedna,

セドナは ある方向に向け

how it was kind of pulled away from the Sun in one direction?

太陽から遠ざかるような 奇妙な軌道を描いていましたが

A planet like this would make orbits like that all day long.

このような惑星はたえず そういう軌道を生み出すものです

We knew we were onto something.

何か答えが得られそうでした

So this brings us to today.

そして今に至ります

We are basically 1845, Paris.

私達は いわば1845年の パリにいるんです

(Laughter)

（笑）

We see the gravitational effects of a distant, giant planet,

彼方の巨大な惑星の影響を観察し

and we are trying to work out the calculations

徹底した計算を行って

to tell us where to look, to point our telescopes,

この惑星を見つけるためには 望遠鏡をどの方向に向けるべきか

to find this planet.

言い当てようとしています

We've done massive suites of computer simulations,

大がかりなコンピュータ・シミュレーションを 何度も行い

massive months of analytic calculations

解析的な計算に何か月も費やした結果

and here's what I can tell you so far.

今の時点で申し上げられることは

First, this planet, which we call Planet Nine,

まず第１に 我々が「第９惑星」と呼ぶ天体は ―

because that's what it is,

そのまんまの名前ですが

Planet Nine is six times the mass of the Earth.

地球の６倍の質量を持っています

This is no slightly-smaller-than-Pluto,

冥王星よりちょっと小さいので 惑星と呼ぶべきかみんなで議論しよう—

let's-all-argue-about- whether-it's-a-planet-or-not thing.

というようなものではなく

This is the fifth largest planet in our entire solar system.

太陽系で５番目に大きい 惑星となります

For context, let me show you the sizes of the planets.

比較のために 惑星の大きさを示します

後ろにあるのが 巨大な木星と土星です

In the back there, you can the massive Jupiter and Saturn.

その横に やや小さめの 天王星と海王星があり

Next to them, a little bit smaller, Uranus and Neptune.

Up in the corner, the terrestrial planets, Mercury, Venus, Earth and Mars.

上の端にあるのが地球型惑星である 水星、金星、地球、火星です

You can even see that belt

海王星軌道の外にある ―

of icy bodies beyond Neptune, of which Pluto is a member,

冥王星を含む氷の天体から成る (カイパー)ベルトが見えます

good luck figuring out which one it is.

よかったら冥王星を 探してみてください

And here is Planet Nine.

そして これが第９惑星です

Planet Nine is big.

第９惑星は大きいんです

とても大きいので

Planet Nine is so big,

you should probably wonder why haven't we found it yet.

なぜ まだ見つからないのか 不思議に思われることでしょう

Well, Planet Nine is big,

第９惑星は大型ですが

but it's also really, really far away.

とても遠い場所 ―

It's something like 15 times further away than Neptune.

海王星までの距離の 15倍ほど離れた場所にあります

And that makes it about 50,000 times fainter than Neptune.

そのため明るさは海王星の ５万分の１程度です

And also, the sky is a really big place.

空はとても広大なので

We've narrowed down where we think it is

この惑星がどこにあるか

to a relatively small area of the sky,

比較的狭い範囲に絞り込みましたが

but it would still take us years

それでも その範囲を望遠鏡で 系統立てて調査するには

to systematically cover the area of the sky

何年もかかるでしょう

with the large telescopes that we need

このように遠く 暗い惑星を観測するには

to see something that's this far away and this faint.

大型望遠鏡が必要になります

Luckily, we might not have to.

幸い そうする必要は ないかもしれません

Just like Bouvard used unrecognized observations of Uranus

ブヴァールは 天王星発見の91年前の

そうとは知らずに観察された 記録を用いましたが

from 91 years before its discovery,

I bet that there are unrecognized images

同様に 第９惑星の位置を示す

撮影済みの画像がきっとあるでしょう

that show the location of Planet Nine.

It's going to be a massive computational undertaking

古いデータを徹底的に探索し かすかに光りながら移動している ―

to go through all of the old data

この惑星を見つけ出すのは

and pick out that one faint moving planet.

大がかりな計算になります

But we're underway.

作業は進行中で

And I think we're getting close.

完了が近づいていると思っています

So I would say, get ready.

心の準備をしてください

We are not going to match Le Verrier's

ルヴェリエが達成した

「位置を予測して

"make a prediction,

have the planet found in a single night

一晩のうちに 予測した場所の 非常に近くに惑星を見つけた」

that close to where you predicted it" record.

という記録にはかないませんが

But I do bet that within the next couple of years

私は確信しています 数年以内に

some astronomer somewhere

どこかの国で 天文学者の誰かが

will find a faint point of light,

空をゆっくりと移動する かすかな光を見つけ出し

slowly moving across the sky

and triumphantly announce the discovery of a new,

新たな惑星を見つけたという 勝利の雄たけびを上げることでしょう

and quite possibly not the last,

それはきっと 太陽系における真の惑星の 最後の発見とはならないでしょうけどね

real planet of our solar system.

Thank you.

ありがとう

(Applause)

（拍手）