「惑星」の新たな定義案が発表される　数値的な定義と分かりやすさを両立

2006年に決議された国際天文学連合（IAU）の「惑星の定義」は、太陽系に属する天体のみを対象としています。しかし、この定義には数値的な基準がなく、曖昧であるという批判があります。また、太陽以外の天体の周りを公転する「太陽系外惑星」が数千個発見されている中で、太陽系以外に定義が使えないのは良い状態とは言えません。

カリフォルニア大学ロサンゼルス校のJean-Luc Margot氏、ブリティッシュコロンビア大学のBrett Gladman氏、そしてシャパラル高校のTony Yang氏は、現行の定義を改善し、太陽系以外でも適用できる新たな惑星の定義を考案しました。この定義では、現在の観測技術でも十分な精度で測定できる「質量」というシンプルな数値を使いつつ、旧定義が意図している惑星の定義も内包しています。この定義案は、2024年8月に開かれる第31回IAU総会で発表される予定です。

2006年8月24日にチェコのプラハで開催されていた第26回IAU総会において決定された定義「決議5A」は、普段天文学に興味のない人も含めた、ほぼ全ての人々の関心を引いたことでしょう。その理由は、有史以来知られている天体である「惑星」について、初めて科学的な定義が決定されたからです。原文ではやや難しいため（記事末尾の付録1を参照）、より分かりやすく言うと「a. 太陽の周りを回っている」「b. 重力によって球形をしている（※1）」「c. 公転軌道の周辺に他の大きな天体がない」という3つの要件を満たしている必要があります。

※1…岩石や氷など、物質がその “硬さ” によって形を保とうとする抵抗力に対し、重力のほうが上回っている。

この定義によって、1930年の発見以来76年間惑星の地位にいた冥王星は除外され、同時に定義された「準惑星」という新たなカテゴリーに移動させられたことが当時大きな話題となりました。準惑星は上記の定義のうち要件aとbは満たしているものの、要件cを満たしていない天体と見なされます。

しかし、この定義は提唱当初や決議の前後だけでなく現在に至るまで、少なからぬ批判を受けています。批判の内容は様々ですが、なかでも多く指摘されているのは以下の2点です。1つは、具体的な数値による定義がない（定量的ではない）ことです。例えば要件bは、どのくらいの大きさの天体ならば球形となるのか、直径や質量に関する数値を用いて定義されてはいません。そのため、下限に近い天体では大きさと形状が逆転する現象も見られます（※2）。

※2…例えば海王星の衛星のプロテウス（平均半径約210km）は、土星の衛星のミマス（平均半径約198km）よりも大きいにも関わらず球形ではありません。これは、プロテウスの質量がミマスと比べてやや小さいことに加え、主要な構成物質である氷が低温で硬くなっていることが理由であると考えられています。

もう1つは、要件aによって「太陽系外惑星」が除外されていることです。太陽系外惑星は定義に関する議論が際限なく拡大して収拾がつかなくなるのを防ぐために意図的に除外されたのですが、数千個も見つかっている太陽系外惑星をいつまでも無視することはできないでしょう。

惑星の定義を太陽系外惑星に対して拡張する場合、検討しなければならない点はいくつもあります。例えば、複数の恒星の周りを公転する惑星もあれば、白色矮星や中性子星のような恒星の残骸（※3）の周りを公転する惑星も見つかっていますし、なかには全く他の天体の重力にとらわれていない「自由浮遊惑星（※4）」という天体も見つかっています。これらの惑星の定義は要件aの「太陽」を単純に「恒星」に置き換えても解決しない問題です。

※3…より多く使われている分類名は「コンパクト星（Compact object / Compact star）」ですが、今回は後述する定義文に合わせました。なお現時点でブラックホールを周回する惑星は見つかっていません。

※4…Free-Floating Planet（FFP）、Rogue Planet。浮遊惑星、はぐれ惑星とも。

また、伝統的に恒星と惑星は「自ら光り輝いているか否か」で区別されてきました。今日では「中心部で核融合反応が発生し、エネルギーを生産しているか否か」と言い換えることができます。

しかし、天文学の進歩によって、太陽と同じような水素（軽水素）の核融合反応は起きていないものの、より核融合しやすい重水素での核融合反応が起きていると考えられている「褐色矮星」と呼ばれる天体が見つかっています。重水素の核融合が起きるには木星の13倍以上の質量が必要とされていますが、これまでに見つかっている太陽系外惑星の一部の質量はこの値を超えていると見られています。

さらに、作成される定義の数値的な部分は、現状の技術でも高い精度で測定可能なものにしなければなりません。太陽系外惑星のほとんどは間接的な手法で発見されたものであり、直接観測されたものは非常に例外的です。また、直接観測されたわずかな太陽系外惑星も写真では光の点にしか見えないので、例えば「天体は球形をしている」というような定義を運用することはできません。

このように、主要なものだけでも様々な問題が山積していますが、細かく見ればキリがないほど、検討すべき問題や課題が山積しています。このため、惑星の定義を改善する複数の案を様々な人々が示しています。