ハウメア

ハウメアは太陽系の大型天体の中でも屈指の奇妙な存在である。海王星の外側、カイパーベルトにある準惑星で、自転が非常に速いため、もはや球形をしていない。球体の代わりに、引き伸ばされた三軸楕円体——ラグビーボールやアメリカンフットボールのボールに近い形——をしており、最も長い軸に沿った長さは約2,100kmに達するが、上下方向はその半分ほどしかない。平均半径は約780kmで、海王星以遠で最大級の天体の一つだが、その最も際立った特徴はサイズではなく運動である。

ハウメアは4時間足らずで一回転する。これは太陽系で知られている他のどの大型天体よりも速い。この猛烈な自転、太陽系外縁部に氷の破片の一族をまき散らした衝突の過去、2つの小さな衛星、そして細いリングが、ハウメアを真の異常天体たらしめている——静かに凍りついた岩というより、宇宙的な衝突の余波のように振る舞う準惑星なのだ。

卵形に紡がれた世界

太陽系のほとんどの大型天体は、自らの重力によって球形に整えられる。ハウメアはその際立った例外である。自転軸の周りを約3.9時間ごとに一回転する——地球での一回の勤務時間より短い——この猛烈な自転が赤道を外側へ振り飛ばし、天体全体を引き伸ばされた形に変形させている。恒星食観測——ハウメアが遠方の恒星の前を通過し、その光を一瞬遮る現象——による測定は、3つの軸に沿ってそれぞれ約2,100km、1,700km、1,000kmという寸法を示している。

これは平衡形状であると考えられている。すなわちハウメアは非常に速く自転しているため、卵形の姿こそが、丸くしようとする重力と、引き裂こうとする遠心力の効果との釣り合い点なのである。その比較的高い密度は固い岩石に近く、氷だけでできた天体ではなく、明るい氷の外殻に包まれた岩石質の内部を示唆している。

衝突から生まれた仲間たち

ハウメアの速い自転は、ほぼ間違いなくその過去の傷跡である。天文学者たちは、少なくとも10億年前にハウメアが大規模な衝突に見舞われ、氷のマントルの大部分を剥ぎ取られ、自転を与えられ、周囲の空間に破片を飛び散らせたと考えている。それらの破片が「ハウメア衝突ファミリー」を形成しており、これはカイパーベルトでこれまでに特定された唯一の衝突ファミリーである。

ファミリーのメンバーは、ハウメアと共通する特徴を持つ——ほぼ純粋な結晶質の水氷に覆われた表面で、遠方天体の多くが持つ赤みがかった色調に比べて異例なほど明るく、青白い。2002 TX300のようなより大きな破片は直径数百kmに達する。ハウメア自体の表面は66~80パーセントが結晶質の水氷であり、2009年に発見されたより暗く赤みを帯びた斑点は、鉱物や炭素を含む化合物に富む領域があることを示唆している。

2つの衛星と1つのリング

ハウメアは2つの小さな衛星を持ち、いずれも2005年に発見され、準惑星自体と同様にハワイ神話にちなんで命名された。外側でより大きいヒイアカは直径約310kmで、49日ごとにハウメアを周回する。内側の衛星ナマカはより小さく、直径約150kmで、離心率の大きい18日周期の軌道を描き、より大きな兄弟星から目に見えて引っ張られ歪められている。両者ともに女神ハウメアの娘たちにちなんで名付けられた。

2017年、天文学者たちがハウメアが背景の恒星の前を通過するのを観測していたところ、これほど遠方の天体としては誰も見たことのないものを発見した——リングである。このリングはハウメアの中心から約2,287kmの位置にあり、幅はおよそ70kmで、準惑星の自転と3:1の共鳴軌道を描いている——リング粒子はハウメアが3回自転する間に軌道を1周する。これはトランスネプチューン天体で発見された史上初のリング系であり、リングは巨大惑星だけのものだという思い込みを覆した。

遠く、傾いた軌道

ハウメアは平均距離約43天文単位——太陽から地球の約43倍の距離——のカイパーベルト深部を公転している。一周にはおよそ283地球年かかるため、ハウメアを発見できるほど強力な望遠鏡が存在してから、まだ一周も終えていない。地球に届くのに約8分かかる太陽光は、ハウメアまで届くのに約6時間を要する。

その軌道は離心率が高く、大きく傾いている——惑星の軌道面に対しておよそ28度傾斜しており、最も近い約35天文単位から最も遠い51天文単位以上まで、ハウメアを連れ回す。そこでは気温は決して50ケルビンをはるかに超えることがなく——摂氏でおよそマイナス220度——水氷を岩石のように固く閉じ込めておくのに十分な寒さである。

論争を呼んだ発見

ハウメアの発見は、現代天文学の中でもとりわけ物議を醸したエピソードの一つである。カリフォルニア工科大学のマイク・ブラウンが率いるチームは、2004年12月の画像でこれを特定し、非公式に「サンタ」という愛称を与えた。彼らが公表する前に、シエラネバダ天文台のホセ・ルイス・オルティスが率いるスペインのチームが、2003年の過去画像でこの天体を発見していたとして、2005年7月にこの天体を発表した。この論争は、スペインのグループの所属機関のコンピューターが、発表の直前にブラウンの望遠鏡観測記録にアクセスしていたことが判明したことで、さらに深まった。

国際天文学連合はこの問題を妥協案で解決した。発見地としてシエラネバダ天文台を認定する一方、カリフォルニア工科大学チームが提案した名前「ハウメア」——出産と豊穣を司るハワイの女神にちなむ——を採用したのである。ハウメアは2008年9月17日に正式に準惑星として認定された。これは5番目にこの分類を受けた天体であり、衛星を持つ数少ない準惑星の一つでもある。

ハウメアを観測する

ハウメアは肉眼で見える範囲をはるかに超えている。およそ17等級で、人が補助なしで見える最も暗い星よりもおよそ100万倍暗いため、これを一目見るには大口径のアマチュア望遠鏡、暗い夜空、天体暦から得た正確な座標、そしてかすかにゆっくりと動く光点を捉えるための根気強い星の追跡が必要となる——近年はうしかい座を通過している。探査機がハウメアを訪れたことは一度もなく、私たちが知る全ての情報は地球上および地球近傍の望遠鏡から、特にその形状とリングを明らかにした恒星食観測からもたらされたものである。ハウメア専用のミッションは提案されているがまだ実現しておらず、この自転する卵形天体は太陽系の大型天体の中で最も探査が進んでいないものの一つであり続けている。