私たちの太陽系には、いま8つの惑星があります。 水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星——学校で習った、おなじみの顔ぶれです。
けれど、ずっと昔には、もう1つ、いたかもしれないのです。
アメリカのジョンズ・ホプキンス大学（JHU）でおこなわれた研究により、かつて太陽系にあったとされる”もう一つの氷の巨大惑星”が大暴れして太陽系の外へはじき出され、その動乱のさなかに、木星や天王星の衛星があやうく失われかけていた可能性が示されました。
しかも研究ではこの過程で木星と天王星の衛星が両方そろって無事に残れた確率は、わずか1%ほどにすぎないことが示されました。
太陽系の惑星たちが豊富な衛星を抱えているのは、奇跡的なことだったのです。
また現在の衛星にも、動乱の痕跡は残っている可能性り、その最有力候補として天王星の衛星「ミランダ」を上げています。
さらに研究者たちは「天王星の衛星は、少なくとも2回、衝突に至るほど激しく乱された可能性が高い」と述べています。
かつての太陽系で、いったい何があったのでしょうか？
研究内容の詳細は、2026年3月25日『Icarus』て発表されました。
目次
- 太陽系の家族写真に、ひとつだけ空席がある
- 太陽系の進化は「失われた巨大惑星」がないと説明できない
- 私たちの太陽系の衛星は奇跡の1%をくぐっていた
- 宇宙規模の「ひき逃げ」が衛星ミランダを作った
- 太陽系から追放された惑星はどこにいるのか？
太陽系の家族写真に、ひとつだけ空席がある
生まれたばかりの太陽系では、巨大な惑星たちが、いまよりずっと内側にぎゅっと寄り集まっていたと考えられています。
ガスでできた大きな惑星、木星と土星や氷を多く含む大きな惑星、天王星と海王星（氷の巨大惑星）たちは初期の太陽系で互いの重力でリズムよく手をつなぐように、窮屈に並んでいました。
ところが、あるとき、その均衡がくずれます。 惑星たちの通り道（軌道）が乱れ、木星は少し内側へ、ほかの3つは外側へと移動していきました。 なかでも海王星は、いちばん大きく外側へ旅をしたとみられています。
これが太陽系の「大引っ越し」とも言える出来事で、専門的には惑星不安定性、通称「ニースモデル」と呼ばれています。
この引っ越しは穏やかなものではなく、無数の氷の小天体を太陽系じゅうにばらまくほど激しいものでした。
コラム：大引っ越しはいつ起きた？
かつては、この引っ越しが約39億年前に起き、地球や月に隕石が集中的に降り注いだ「後期重爆撃」を引き起こした、とも考えられていました。しかし近年では、もっと大昔——太陽系ができてまもない時期（約45億年前ごろ）に起きたという説が有力になっています。というのも、もし引っ越しが39億年前と「遅く」起きていたら、地球にとっては大惨事だったからです。地球や金星、火星がすでに今の軌道に落ち着いたあとで巨大惑星が暴れれば、その強烈な重力に振り回されて、地球が金星と衝突したり、火星が地球にぶつかったりしかねません。ところが引っ越しが45億年前と「早く」起きた場合、それは今の私たちからみて恩恵にもなりました。約45億年前の地球の位置には、大量の岩石のかけら（微惑星）や複数の原始惑星が存在し、衝突しながら惑星へと成長する途中だったからです。原始地球に火星ほどの天体「テイア」が衝突し、月を生んだ事件も、時期的にはこの頃に近いと考えられています。近年の研究では、巨大惑星たちの「引っ越し」が岩石の塊を内側へと次々に投げつけていた、とも指摘されています。巨大惑星の引っ越しは、今の地球や月の成り立ちとも関連が議論されているのです。
ところが、この「大引っ越し」には計算上、おかしな点があることが知られていました。
たとえば、ある研究（NM12）は、引っ越しの当事者である4つの巨大惑星（木星・土星・天王星・海王星）から始めるパターンで、2670回ものシミュレーションを行いました。 ところが、いまの太陽系の特徴をすべて満たせた”成功例”は、ひとつも見つからなかったのです。
同じような計算は別の研究でもくり返されましたが、現在のメンバーだけで大引っ越しが今の形に収まる見込みは、やはり極めて低い——そう判定されました。
そこで現在では、この「大引っ越し」が起きる前の太陽系には、いまはもう存在しない「余分な惑星」がいたはずだ、という考えが広く受け入れられています。
つまり、昔の太陽系を撮影した”家族写真”には、いまはいない惑星が映っていたことになります。
そして、この消えた惑星は、大引っ越しの最中に太陽系の外へと永久に弾き飛ばされてしまったと考えられています。
というのも、「大引っ越し」は単に軌道がズレるような穏やかなものではなかったからです。
主要な研究の多くでは、大引っ越しの際に巨大な惑星同士が至近距離をかすめ合い、強烈な重力で互いを振り回す乱暴な接近が何度もくり返されたことが示されています。
探査機ボイジャーが惑星のすぐ近くを通ることで太陽系の外へ飛び出す力を得たように、初期の太陽系メンバーのいくつかも、こうして家から弾き出されていったわけです。
この大引っ越しの大暴れ——惑星たちが軌道を激しく組み替え、ある惑星が太陽系の外へ弾き飛ばされていく。
その一部始終を、静かに目撃していた存在がありました。
巨大惑星の周りを巡る衛星たちです。
太陽系の進化は「失われた巨大惑星」がないと説明できない
木星には、ガリレオが望遠鏡で見つけたことで知られる4つの大きな衛星——イオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト——があります。 天王星にも、ミランダをはじめとする衛星たちが寄り添っています。
これらの衛星の多くは、惑星が生まれたのとほぼ同じ頃に、そのすぐそばで一緒に生まれた”古参の衛星”です。
できたときから、惑星のすぐそばで長い歳月をともにしてきた——いわば、事件の一部始終を間近で見ていた”目撃者”なのです。
もし大昔、惑星のすぐ近くを別の巨大惑星が暴れながら通り過ぎたなら、その強烈な重力に振り回されて、衛星たちの並びや姿には何らかの”傷あと”が残っているはず。
逃げた容疑者は去ってしまったけれど、現場には証人が残っていた——というわけです。
そこで研究者たちは、ある問いに挑みました。 あの大引っ越しの混乱を、木星と天王星の衛星たちは、はたして生き延びられたのか？
とはいえ、数十億年前の出来事を、巻き戻して眺めることはできません。 そこでチームが選んだのが、コンピュータの中に”もしもの太陽系”を作り、時間を早送りで再生してみる、という方法でした。
まず、惑星の数や初期配置を少しずつ変えた約1万通りのシナリオを用意します。
ただ、さきほど見たように、いまの4つの巨大惑星だけで計算しても、本物の太陽系をうまく再現できる見込みはほぼゼロです。
そこで今回は、最初から”追放される余計な惑星”を1つか2つ加えた状態でスタートさせています。
そのうえで、最後にいまの太陽系とそっくりな並びに落ち着いた筋書きだけを、122通りえり抜きました。
じつは、衛星が生き延びられたかを問うこと自体は、過去にも挑んだ研究はありました。
ただし、そこで調べられた筋書きは、せいぜい3通りほど。
本物の太陽系を生む道筋は無数にあり得るのに、ごく一部しか確かめられていなかったのです。
今回の研究は、この検証の幅を一気に122通りへと広げ、ようやく統計として語れる規模で問いに向き合いました。
研究者たちは、この122通りをベースに、巨大惑星の衛星たちに何が起きたかを1,400回以上くり返し計算しました。 多くは約2か月、長いものでは3か月近くもかかる膨大な計算です。
そうして描き出された光景は——なかなか衝撃的なものでした。
衛星たちは、無事ではいられなかったのです。
