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太陽から 40 億マイルという驚異的な距離にある太陽系の外縁に位置するカイパー ベルト天体 (KBO) のアーティストによるレンダリング。 クレジット: NASA
2人の理論物理学者は、9番目の惑星の探索のきっかけとなった同じ観測が、もともと銀河の回転を理解するために開発された修正重力法則の太陽系内の証拠である可能性があると報告している。
ケース・ウェスタン・リザーブ大学の物理学教授である研究者ハーシュ・マサーとハミルトン大学の物理学助教授であるキャスリン・ブラウンは、天の川が太陽系外縁部の物体に与える影響を研究した後、この主張を行った。これは修正ニュートン力学 (MOND) として知られる理論によって支配されています。
MONDは、アイザック・ニュートンの有名な万有引力の法則がある程度有効であることを示唆しています。 つまり、ニュートンの法則によって予測される重力加速度が十分に小さくなると、MOND は別の重力挙動が引き継ぐことを許可します。
MOND は銀河規模での観測に成功しているため、一部の科学者はこれを「暗黒物質」(物理学者が重力の影響はあるが光を発しない仮説上の物質の形態を説明するために使用する用語) の代替物と考えています。
「MONDは銀河規模の観測を説明するのがとても上手ですが、それが太陽系の外側にこれほど顕著な影響を与えるとは予想していませんでした」とマトゥール氏は語った。
彼らの作品は最近、 天文雑誌。
「すごい」アライメント。
Mathur と Brown は以前、銀河力学に対する MOND の影響を研究したことがあります。 しかし、2016年に天文学者らが太陽系外縁の天体群が軌道異常を示し、それは第9惑星の存在によって説明できると発表した後、彼らはMONDの局所的影響に興味を持つようになった。
軌道特性はこれまでにも画期的な発見につながった。海王星は近くの天体の軌道上の重力によって発見され、水星の正確な歳差運動はアインシュタインの一般相対性理論を裏付ける初期の証拠を提供し、天文学者たちは最近軌道力学を使って推論している。私たちの銀河の中心にある超大質量ブラックホールの存在。
ブラウン氏は、MONDの予測が第9惑星の探索を促した観測結果と矛盾する可能性があることに気づいた。 「プラネット・ナイン仮説を裏付けるデータがMONDの存在を効果的に排除するかどうかを確認したかったのです」と彼女は語った。
その代わりに、Mathur と Brown は、MOND が天文学者によって観測された星団を正確に予測することを発見しました。 彼らによれば、何百万年もかけて、太陽系外縁部のいくつかの天体の軌道は銀河の重力場と一致するよう引き寄せられるだろうという。
銀河の重力場に対してプラネット ナインのデータセットからの物体の軌道をプロットしたとき、「その位置合わせは驚くべきものでした」とマトゥール氏は言いました。
著者らは、現在のデータセットは小さいため、他の可能性がいくらでも当てはまる可能性があると警告しています。 たとえば、他の天文学者は、軌道の特性は観測バイアスの結果であると主張しています。
「結果に関係なく、この研究は太陽系外縁部が重力を実験し、物理学の基本的な問題を研究するための実験室として機能する可能性を浮き彫りにしている」とブラウン氏は語った。
詳しくは:
Catherine Brown 他、「プラネット ナイン仮説の代替としての修正ニュートン力学」、 天文雑誌 (2023年)。 土井: 10.3847/1538-3881/acef1e
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