エリス

エリスは既知の準惑星の中で最も質量が大きく、冥王星の76年間続いた第9惑星としての地位に終止符を打った天体である。海王星のはるか彼方、「散乱円盤」と呼ばれる領域を太陽の周りに回っており、冥王星より約27パーセント多い質量を、直径2,326kmという冥王星よりわずかに幅の狭い天体に詰め込んでいる——それでいて明らかに重く、密度も高い(約2.4 g/cm³)ため、氷の殻の下はほぼ岩石であると考えられる。この天体が初めて発見されたとき、天文学者たちは第10惑星を見つけたか、それとも冥王星を惑星と呼ぶのをやめる説得力ある理由を見つけたかのいずれかだと悟った。科学界が選んだのは後者だった。

だからこそ、この天体はギリシャ神話の不和と争いの女神の名を冠している。それは「惑星」という言葉が実際に何を意味するのかという問題への向き合いを迫るものだった。今日、エリスは太陽系のカタログ化された外縁を守っている——凍りつき、鏡のように輝く球体であり、その558年に及ぶ公転周期の大半において、希薄な大気は雪となって地表に凍りついたままである。

地図を書き換えた発見

エリスは2003年10月21日、パロマー天文台の口径1.2メートルのサミュエル・オーシン・シュミット望遠鏡で撮影された画像の中に発見されたが、当時は自動探索をすり抜けてしまった——その天体は空を非常にゆっくりと移動していたため、ソフトウェアがそれを無視してしまったのである。パラメータを調整した再解析によって、2005年1月5日にそれが指摘され、マイク・ブラウン(カリフォルニア工科大学)、チャド・トルヒーヨ(ジェミニ天文台)、デビッド・ラビノウィッツ(イェール大学)のチームが、非公式に「ゼナ」という愛称でその年に発表した。

エリスが冥王星より大きいらしいことが判明し、明らかに同種の天体であることが分かったため、その登場によって「惑星」という定義そのものがもはや成り立たなくなった。2006年8月、国際天文学連合は新たな一線を引き、「準惑星」という分類を創設して、冥王星とエリスの両方をそこに移した。翌月、この天体は正式な名前「エリス」を与えられた——これほどの混乱をまき散らした天体にふさわしい名前である。

散乱円盤の彼方

エリスは主要な惑星が描くようなほぼ円形で平坦な軌道を辿らない。その軌道は大きく傾いており——太陽系の平面に対しておよそ44度傾斜している——強く引き伸ばされていて、太陽から最も近いときで約38天文単位、最も遠いときで約97天文単位近くまでエリスを連れ回す。これによりエリスは「散乱円盤」に分類される。これは太陽系の歴史の初期に、海王星との重力的な遭遇によって傾いた離心軌道へ外側に弾き飛ばされたと考えられる氷天体の集団である。

一周にはおよそ558地球年かかる。エリスは現在、その軌道ループの遠い端付近、約96天文単位のところにいる——太陽系でカタログ化された天体の中でも最も遠いものの一つで、冥王星の平均距離である約40天文単位をはるかに超えている。次の近日点通過は23世紀半ばまで訪れない。

太陽系で最も明るい霜

エリスは並外れて反射率が高い。その幾何アルベドは約0.96で、これは表面に届いた太陽光のおよそ96パーセントを跳ね返すことを意味する——太陽系で知られる表面の中で、土星の衛星エンケラドゥスに次いで2番目に輝く表面であり、冥王星よりもはるかに明るい。その理由は、主に凍結窒素にメタンが混ざった新鮮な氷の被膜である。

この被膜はエリスの遠大な距離と結びついている。この準惑星が太陽に近づくと、窒素とメタンの希薄な大気が表面から昇華することがある。逆に遠日点へと後退し、気温がおよそ摂氏マイナス243度からマイナス217度まで下がると、その大気は凍結して析出し、明るく汚れのない雪の層として定着する。この循環はエリスの表面を繰り返し作り直しており、それがこれほど均一で清浄に見える理由である。

ディスノミアと精密な重さ

エリスには既知の衛星が一つある。2005年に発見された「ディスノミア」で、エリスの娘であり無法の精霊にちなんで名付けられた。直径およそ600kmで、距離約37,000kmをエリスの周りに15.8日ごとに公転している。この一対は相互に潮汐固定されているようで、公転しながら互いに同じ面を向け続けている。

ディスノミアは単なる興味深い存在ではない——それは宇宙の秤である。この衛星の軌道を追跡することで、天文学者はケプラーの法則を用いてエリス系の重さを直接測定し、エリス自体の質量として約1.66×10²²kgという値を導き出した。この測定こそが、エリスが冥王星よりおよそ4分の1重いことを裏付けたものであり、掩蔽観測データによって冥王星のほうがわずかに幅が広いことが判明した後も、どちらがより重い天体かという疑問に決着をつけた。

正確にはどれほどの大きさか

エリスの大きさを特定するには、稀な天体の並びが必要だった。2010年11月、この準惑星がかすかな背景の恒星の前を通過し——恒星食である——複数の観測地点からの恒星の消失と再出現の正確なタイミングが、直径約2,326km、半径約1,163kmという値をもたらした。この結果はちょっとした驚きだった。エリスは幅において冥王星よりわずかに小さいことが分かり、当初の想定——それがそもそも冥王星を降格させる一因となった想定——を覆したのである。

ディスノミアから得られた質量と組み合わせると、掩蔽から得られたサイズはエリスに約2.4 g/cm³という密度を与える——冥王星よりも高い密度であり、氷のマントルに包まれた相当な岩石核があることを示唆している。この点で、エリスと冥王星は近しい親戚同士である。規模が似通い、ともに岩石と揮発性の氷に富み、ともに太陽系外縁部の深い寒冷によって形作られている。

エリスを観測する

エリスは、肉眼や気軽な望遠鏡の対象というより、忍耐強く十分な機材を備えたアマチュア向けの対象である。およそ18.7等級で、肉眼で見るにはおよそ100倍暗すぎ、これを記録するには大口径の庭先用望遠鏡と高感度のCCDまたはCMOSカメラ、加えて暗い夜空と正確な星図が必要であり、それでも夜ごとに星々に対してほとんど気づかないほどわずかに位置を変える、単一の暗い点として捉えられるにすぎない。

探査機がエリスを訪れたことは一度もなく、計画もない。私たちが知る全ての情報は、地上および宇宙の望遠鏡、2010年の掩蔽観測、そしてディスノミアの軌道の丹念な記録からもたらされている。ほとんどの観測者にとって、エリスは接眼レンズを通してというよりデータを通して探索するのが最良である——太陽系のいかに多くの部分が、私たちの手が届く限界というかすかで凍った縁にとどまっているかを思い出させてくれる。