海王星以外の惑星

1846年に海王星が発見された後、その軌道の外側に別の惑星が存在するのではないかとの憶測が広まりました。^[1]この探索は19世紀半ばに始まり、20世紀初頭にはパーシヴァル・ローウェルによる惑星Xの探索に引き継がれました。ローウェルは、巨大惑星、特に天王星と海王星の軌道の明らかな矛盾を説明するために惑星X仮説を提唱し、^[2]目に見えない大きな第9惑星の重力が天王星を乱し、不規則性の原因になっているのではないかと推測しました。^[3]

1930年にクライド・トンボーが冥王星を発見したことで、ローウェルの仮説が立証されたと思われ、冥王星は公式に9番目の惑星と命名された。1978年、冥王星は巨大惑星に重力が影響を及ぼすには小さすぎると決定的に判断され、10番目の惑星の探索が短期間行われた。この探索は、ボイジャー2号宇宙船による測定結果の研究で、天王星の軌道に観測された不規則性は海王星の質量をわずかに過大評価していたためであることが判明した1990年代初頭にほぼ放棄された。^{[4] 1992年以降、冥王星と同様かそれよりも広い軌道を持つ多数の小さな氷の天体が発見されたことで、冥王星を惑星のままとすべきか、それとも}小惑星のように冥王星とその近隣の天体にそれぞれ別の分類を与えるべきかという議論が巻き起こった。このグループの大きなメンバーの多くは当初惑星として説明されていましたが、2006年に国際天文学連合（IAU）は冥王星とその最大の近隣惑星を準惑星に再分類し、海王星が太陽系で最も遠い既知の惑星となりました。^[5]

天文学界では、当初想定されていた惑星Xは存在しないという点で広く一致しているが、太陽系外縁部で観測された他の異常現象を説明するために、未観測の惑星という概念が多くの天文学者によって復活している。^[6] 2014年3月現在、WISE望遠鏡による観測では、10,000 AUの範囲に土星サイズ（地球の95倍の質量）の天体が存在する可能性や、 26,000 AUの範囲に木星サイズ（地球の318倍の質量）以上の天体が存在する可能性は排除されている。^[7]

2014年、天文学者たちは、最近発見された太陽系外縁天体の軌道の類似性に基づき、地球の2～15倍の質量を持ち、200 AUを超え、おそらく1,500 AU程度の高度で大きく傾斜した軌道を持つスーパーアースまたは氷の巨大惑星が存在するという仮説を立てた。^[8] 2016年には、さらなる研究により、この未知の遠方惑星は、太陽から約200 AUより近くも1,200 AUより遠くもない傾斜した偏心軌道上にある可能性が高いことが示された。この軌道は、密集した太陽系外縁天体の軌道と逆方向に並ぶと予測されている。^{[9]冥王星はもはやIAUによって惑星とは見なされていないため、この新しい仮説上の天体は}プラネット・ナインとして知られるようになった。^[10]

1840年代、フランスの数学者ユルバン・ルヴェリエはニュートン力学を用いて天王星の軌道の摂動を分析し、それがまだ発見されていない惑星の重力によって引き起こされたという仮説を立てた。ルヴェリエはこの新しい惑星の位置を予測し、その計算結果をドイツの天文学者ヨハン・ゴットフリート・ガレに送った。1846年9月23日、手紙を受け取った翌夜、ガレと弟子のハインリッヒ・ダレストは、ルヴェリエが予測したまさにその場所で海王星を発見した。^[11]巨大惑星の軌道には若干の食い違いが残っていた。これは、海王星の外側を周回するさらに別の惑星の存在を示すものとされた。

海王星が発見される前から、この矛盾を説明するには惑星が 1 つだけでは不十分だと推測する者もいた。1834 年 11 月 17 日、イギリスのアマチュア天文学者トーマス・ジョン・ハッセー牧師は、フランスの天文学者アレクシ・ブーヴァールとの会話をイギリス王立天文官ジョージ・ビデル・エアリーに報告した。ハッセー牧師は、ブーヴァールに天王星の異常な動きは未発見の惑星の重力の影響によるものかもしれないと示唆したところ、ブーヴァールは、その考えは思いついたと答え、ゴータのゼーベルク天文台の所長ピーター・アンドレアス・ハンセンとこの件についてやり取りしたと報告した。ハンセンの意見は、天王星の動きを単一の天体では十分に説明できないというもので、天王星の向こうに 2 つの惑星があると仮定した。^[12]

1848年、ジャック・バビネはルヴェリエの計算に異議を唱え、海王星の観測された質量はルヴェリエが当初予測したよりも小さく、軌道は大きいと主張した。バビネはルヴェリエの計算からの単純な減算を主に根拠に、海王星の向こうに地球の約12倍の質量を持つ別の惑星（彼はそれを「ヒュペリオン」と名付けた）が存在するはずだと仮定した。^[12]ルヴェリエはバビネの仮説を非難し、「想像力があまりにも大きな役割を果たした仮説を除けば、別の惑星の位置を決定できるものなど絶対に存在しない」と述べた。^[12]

1850年、アメリカ海軍天文台の天文学助手ジェームズ・ファーガソンは、自分が観測していた恒星GR1719kを「失った」と記した。天文台の責任者マシュー・モーリー中尉は、それが新しい惑星である証拠だと主張した。その後の捜索では「惑星」は別の位置で発見されなかったが、1878年にニューヨークのハミルトン大学天文台の所長CHFピーターズは、恒星は実際には消えておらず、以前の結果は人為的ミスによるものだったことを明らかにした。^[12]

1879年、カミーユ・フラマリオンは、 1862 IIIと1889 IIIの彗星の遠日点がそれぞれ47 AUと49  AUであり、これらの彗星が未知の惑星の軌道半径を示し、その惑星に引きずられて楕円軌道を回っている可能性を指摘した。^[12]天文学者のジョージ・フォーブスは、この証拠に基づいて、海王星の外側に2つの惑星が存在するに違いないと結論付けた。彼は、4つの彗星が約100 AUに遠日点を持ち、さらに6つの彗星が約300 AUに遠日点が集中しているという事実に基づいて、仮想の海王星外惑星のペアの軌道要素を計算した。これらの要素は、デイビッド・ペック・トッドという別の天文学者が独立に作成した軌道要素と示唆的な一致を示し、多くの人々に有効かもしれないと示唆した。^[12]しかし、懐疑論者は、関係する彗星の軌道はまだ意味のある結果を生み出すには不確実すぎると主張した。^{[12]フォーブスの仮説は}惑星ナインの前兆であると考える人もいます。^[13]

1900年と1901年、ハーバード大学天文台長ウィリアム・ヘンリー・ピカリングは、太陽系外惑星の探査を2回にわたって指揮した。1回目はデンマークの天文学者ハンス・エミール・ラウが始めた。ラウは1690年から1895年までの天王星の軌道に関するデータを研究した後、太陽系外惑星1つだけではその軌道の不一致を説明できないと結論付け、原因と思われる2つの惑星の位置を仮定した。2回目は、ガブリエル・ダレットが、47AUにある太陽系外惑星1つで天王星の運動を説明できると示唆したことから始まった。ピカリングは、疑わしい惑星がないかプレートを調べることに同意した。どちらの場合も、惑星は見つからなかった。^[12]

1902年、ドイツのミュンスターのテオドール・グリグルは、海王星より遠日点にある彗星の軌道を観測した後、50AUのところに360年の周期で天王星サイズの惑星が存在すると発表し、天王星の軌道の偏差と照合してその惑星をハデスと名付けた。1921年、グリグルは観測された偏差により適合させるために、軌道周期を310～330年に修正した。^[14]

1909年、自己中心的な反逆者として名高い天文学者トーマス・ジェファーソン・ジャクソン・シーは、「海王星の向こうには確かに1つ、おそらく2つ、おそらく3つの惑星がある」と意見を述べた。 ^[15]彼は最初の惑星を仮に「オセアヌス」と名付け、それらの距離をそれぞれ太陽から42、56、72 AUとした。彼はそれらの存在をどのように判断したかについては何も述べておらず、それらの位置を特定するための探索も行われなかった。^[15]

1911年、インドの天文学者ベンカテーシュ・P・ケタカールは、ピエール・シモン・ラプラスが木星の衛星で観察したパターンを作り直し、それを外惑星に当てはめることで、海王星の外側に2つの惑星が存在することを示唆し、ヒンドゥー教の神ブラフマーとヴィシュヌにちなんでこれらの惑星に名前を付けた。 ^[16]木星の3つの内側ガリレオ衛星、イオ、エウロパ、ガニメデは、ラプラス共鳴と呼ばれる複雑な1:2:4共鳴状態にある。^[17]ケタカールは、天王星、海王星、そして彼が仮説的に想定する海王星の外側の惑星もラプラス共鳴のような共鳴状態にあると示唆した。これは誤りである。天王星と海王星は2:1に近い共鳴状態にあるが、完全な共鳴状態にあるわけではない。^[18]彼の計算では、ブラフマーの平均距離は38.95 AU、公転周期は242.28地球年（海王星と3:4の共鳴）と予測された。19年後に冥王星が発見されたとき、その平均距離は39.48 AU、公転周期は248地球年で、ケタカールの予測に近かった（実際、冥王星は海王星と2:3の共鳴をしている）。ケタカールは平均距離と周期以外の軌道要素については予測しなかった。ケタカールがどのようにしてこれらの数字に到達したかは明らかではなく、彼の2番目の惑星であるヴィシュヌは発見されなかった。^[16]

1894年、パーシバル・ローウェル（ボストンの裕福な住人）はウィリアム・ピカリングの協力を得て、アリゾナ州フラッグスタッフにローウェル天文台を設立した。1906年、天王星の軌道の謎を解けると確信したローウェルは、海王星外惑星を探す大規模なプロジェクトを開始した。^[19]彼はその惑星を惑星Xと名付けたが、これはガブリエル・ダレットが以前に使っていた名前である。^{[12]名前の}Xは未知数を表し、ローマ数字の10ではなく文字として発音される（当時、惑星Xは9番目の惑星だった）。ローウェルが惑星Xの追跡で望んだのは、火星の表面に見える溝のような特徴は知的文明によって作られた運河であるという広く嘲笑された信念のために彼の科学的な信頼性を確立することだった。^[20]

ローウェルの最初の探索は、黄道、つまり太陽系の他の惑星がある黄道帯に囲まれた平面に焦点を当てたものでした。彼は5インチの写真カメラを使用して、拡大鏡で3時間露出の写真を200枚以上手動で調べましたが、惑星は見つかりませんでした。当時、冥王星は黄道から遠すぎて調査で撮影できませんでした。^[19] ローウェルは、予測した可能性のある場所を修正した後、1914年から1916年にかけて2回目の探索を行いました。^{[19] 1915}年に、彼は「海王星外惑星の覚書」を出版し、惑星Xの質量は地球の約7倍（海王星の約半分）で、太陽からの平均距離は43 AUであると結論付けました。彼は、惑星Xは巨大惑星のように、アルベドが高く、密度が低い大きな物体であると想定しました。その結果、直径約1秒角、見かけの明るさが12～13等級の円盤が見えるようになり、発見できるほど明るくなりました。^{[19] [22]}

1908年、ピカリングは天王星の軌道の不規則性を分析して、9番目の惑星の証拠を発見したと発表した。彼が「惑星O」と名付けた仮説上の惑星（「N」、つまり海王星の後に来るため）^[23]は、平均軌道半径51.9 AU、公転周期373.5年であった。^{[12]ペルーの}アレキパにある彼の天文台で撮影された写真には、予測された惑星の証拠は示されず、イギリスの天文学者PHコーウェルは、天王星の軌道で観察された不規則性は、惑星の経度のずれを考慮すると事実上消えることを示した。^[12]ローウェル自身は、ピカリングと親しい関係にあったにもかかわらず、「この惑星は「O」と名付けられるのが非常に適切です。[それは]まったく無意味です」と述べ、惑星Oを即座に却下した。^[24]ピカリングは知らなかったが、1919年にウィルソン山天文台の天文学者が「惑星O」の探索中に撮影した写真乾板のうち4枚には冥王星の画像が写っていたが、これは何年も後に認識された。^[25]ピカリングは1932年までに海王星の外側に他の惑星が多数ある可能性を示唆し、P、Q、R、S、T、Uと名付けたが、いずれも発見されなかった。^[16]

1916年のローウェルの急死により、惑星Xの探索は一時的に中断された。友人の一人によると、惑星が見つからなかったことは「彼を事実上殺した」という。^[26]ローウェルの未亡人コンスタンスはローウェルの遺産をめぐって天文台と法廷闘争を繰り広げ、惑星Xの探索は数年間中断された。^[27] 1925年、天文台は探索を続けるために、新しい13インチ（33cm）の広視野望遠鏡用のガラスディスクを入手した。この望遠鏡はパーシバルの兄弟であるアボット・ローレンス・ローウェルの資金で建設された。^{[28] [19]} 1929年、天文台の所長であったヴェスト・メルビン・スリファーは、惑星の位置を特定する仕事を、ローウェル天文台に到着したばかりの22歳のカンザス州の農家の少年クライド・トンボーに即座に引き渡した。スリファーはトンボーの描いた天文図のサンプルに感銘を受けた。^[27]

トンボーの任務は、夜空の部分を2枚の画像に体系的にとらえることだった。2枚の画像はそれぞれ2週間の間隔をあけて撮影された。次に、各部分の両方の画像をブリンクコンパレータと呼ばれる機械に入れ、画像を交換することで、あらゆる惑星の動きのタイムラプス錯覚を素早く作り出した。より速く動く（したがってより近い）物体が新しい惑星と間違われる可能性を減らすために、トンボーは各領域を、太陽から180度の衝点付近で撮影した。この衝点付近では、地球の軌道を外れた物体の見かけ上の逆行運動が最も強くなる。また、個々のプレートの欠陥によって生じる誤った結果を排除するために、3枚目の画像をコントロールとして撮影した。トンボーは、ローウェルが提案した領域に焦点を合わせるのではなく、黄道帯全体を撮影することにした。^[19]

1930年の初めまでに、トンボーの探索はふたご座に到達した。1930年2月18日、ほぼ1年間の探索と200万近くの星の調査の後、トンボーはその年の1月23日と29日に撮影された写真乾板に動く物体を発見した。^[29] 1月21日に撮影された、画質の悪い写真でその動きが確認できた。^[27]確認後、トンボーはスライファーのオフィスに行き、「スライファー博士、惑星Xを見つけました」と宣言した。^[27]その物体はローウェルが示唆した惑星Xの2つの位置のうちの1つからわずか6度しか離れていなかったため、ついに彼の無実が証明されたかに思われた。^[27]天文台がさらなる確認写真を入手した後、発見の知らせは1930年3月13日にハーバード大学天文台に電報で伝えられた。この新しい天体は後に1915年3月19日までさかのぼる写真に隠されていた。 ^{[25]この天体を}冥王星と名付ける決定は、パーシヴァル・ローウェルのイニシャルが冥王星の最初の2文字を構成していることから、彼に敬意を表する意図もあった。^[30]冥王星を発見した後、トンボーは黄道上で他の遠方天体の探索を続けた。彼は数百の変光星と小惑星、および2つの彗星を発見したが、それ以上の惑星は発見できなかった。^[31]

天文台にとってがっかりで驚いたことに、冥王星には目に見える円盤はなかった。恒星と変わらない点のように見え、明るさはわずか15等級で、ローウェルの予測の6倍暗かった。つまり、非常に小さいか、非常に暗いということだ。^[19]ローウェルの予測により、天文学者たちは冥王星が惑星を摂動させるほどの質量を持つと考えていた。そのため、冥王星のアルベドは0.07以上（最低でも、当たる光の7%を反射する）と想定され、冥王星はアスファルトと同じくらい暗くなり、反射率が最も低い惑星である水星と同等になるはずだった。 [ ^2]すると、冥王星の質量は地球の70%以下と推定される。^[2]また、観測により、冥王星の軌道は他のどの惑星よりもはるかに楕円形であることが明らかになった。^[32]

ほぼすぐに、一部の天文学者は冥王星が惑星であるかどうか疑問視した。発見が発表されてわずか1か月後の1930年4月14日、ニューヨークタイムズの記事で、アーミン・O・ロイシュナーは冥王星の暗さと軌道離心率の高さから、冥王星は小惑星や彗星に似ていると示唆した。「ローウェルの結果は、4月5日に我々が発表した高い軌道離心率の可能性を裏付けるものである。可能性としては、木星のような主要惑星への接近によって軌道が大きく乱された大型小惑星、またはまだ発見されていない多くの長周期惑星の1つ、あるいは明るい彗星の可能性がある。」^{[32] [33]}同じ記事で、ハーバード天文台のハーロウ・シャプレー所長は、冥王星は「太陽系のメンバーであり、既知の小惑星や彗星と比較できず、おそらく海王星以外の主要惑星よりも宇宙論にとって重要である」と書いた。^[33] 1931年、アーネスト・W・ブラウンは、三角法の公式を用いて天王星の経度の残差の構造を調べた結果、 EC・バウアーと同意見で、天王星の軌道の不規則性はより遠い惑星の重力の影響によるものではないと主張し、ローウェルの予測は「まったくの偶然」であると主張した。^[34]

20世紀半ばを通じて、冥王星の質量の推定値は下方修正された。1931年、ニコルソンとメイオールは、冥王星が巨大惑星に与える影響に基づいて、その質量を地球とほぼ同じと計算した。^[35]この値は、1942年に米国海軍天文台のロイド・R・ワイリーが同じ仮定に基づいて計算した地球質量0.91倍とある程度一致する。^[36] 1949年、ジェラルド・カイパーは、マウント・パロマー天文台の200インチ望遠鏡で冥王星の直径を測定したところ、冥王星は水星と火星の中間の大きさで、質量はおそらく地球質量の約0.1倍であるという結論に達した。^[37]

1973年、デニス・ローリンズはトリトンとの明るさの変化の周期性と振幅の類似性に基づき、冥王星の質量はトリトンと同程度であると推測した。後から考えてみると、この推測は正しかったことが分かる。1934年にはすでに天文学者のウォルター・バーデとEC・バウアーによって主張されていたのである。 ^[38]しかし、当時はトリトンの質量は地球・月系のおよそ2.5%（実際の値の10倍以上）であると考えられていたため、ローリンズの冥王星の質量の決定も同様に間違っていた。それでも、ローリンズが冥王星を惑星Xではないと結論付けるには十分な値だった。 ^{[39] 1976年、}ハワイ大学のデール・クルックシャンク、カール・ピルチャー、デビッド・モリソンは冥王星の表面からのスペクトルを分析し、冥王星には反射率の高いメタンの 氷が含まれているに違いないと判定した。これは、冥王星が暗いどころか、実際には非常に明るく、したがっておそらく地球の1/100以下の質量であったことを意味します。 [ 40  ] ^{[ 41]}

冥王星の大きさは、1978年にアメリカの天文学者ジェームズ・W・クリスティが冥王星の衛星カロンを発見したときに最終的に決定されました。これにより、彼はアメリカ海軍天文台のロバート・サットン・ハリントンとともに、冥王星の周りの衛星の軌道運動を観測することで、冥王星-カロン系の質量を直接測定することができました。 ^{[42]彼らは、冥王星の質量を1.31×10 22} kgと決定しました 。これは地球のおよそ500分の1、月の6分の1であり、外惑星の軌道の観測された矛盾を説明するには小さすぎます。ローウェルの予測は偶然でした。惑星Xがあったとしたら、それは冥王星ではありませんでした。^[44]

1978年以降、多くの天文学者が、冥王星がもはや候補ではなくなったため、目に見えない10番目の惑星が外惑星を乱しているに違いないと確信し、ローウェルの惑星Xの探索を続けた。^[45]

1980年代から1990年代にかけて、ロバート・ハリントンは、見かけ上の不規則性の真の原因を突き止めるための調査を主導した。^[45]彼は、惑星Xは太陽から海王星までの距離のおよそ3倍に位置し、軌道は極めて偏心しており、黄道に対して強く傾いていると計算した。つまり、惑星の軌道は、他の既知の惑星の軌道面から約32度の角度をなしている。 ^[46]この仮説は賛否両論の反応を得た。惑星X懐疑論者として有名な小惑星センターのブライアン・G・マースデンは、これらの食い違いはル・ヴェ​​リエが気づいたものの100分の1の大きさであり、観測誤差によるものである可能性が高いと指摘した。^[47]

1972年、ローレンス・リバモア国立研究所のジョセフ・ブレイディは、ハレー彗星の不規則な動きを研究した。ブレイディは、その不規則な動きは、太陽の周りを逆行軌道で回っている、海王星より59AU離れた木星サイズの惑星によって引き起こされた可能性があると主張した。^[48]しかし、マースデンと惑星Xの支持者であるP・ケネス・ザイデルマンの両者は、この仮説を攻撃し、ハレー彗星はランダムかつ不規則に物質を噴出させ、自身の軌道を変化させ、ブレイディの惑星Xのような巨大な物体は、既知の外惑星の軌道に深刻な影響を与えたであろうと示した。^[49]

IRAS宇宙観測所のミッションは惑星Xの探索ではなかったが、1983年に「未知の物体」が発見されたことで一時話題になった。その物体は当初「巨大惑星木星と同じくらいの大きさで、地球に非常に近いため太陽系の一部である可能性がある」と説明されていた。 [ ^50]さらに分析を進めると、未確認物体のうち9つは遠方の銀河であり、10番目は「星間巻雲」であることが判明した。太陽系の天体であることは発見されなかった。^[51]

1988 年、AA ジャクソンと RM キレンは、様々な質量と冥王星からの距離を持つテスト用の「惑星 X-es」を配置して、冥王星と海王星の共鳴の安定性を研究しました。冥王星と海王星の軌道は 3:2 共鳴状態にあり、z 軸での分離に関係なく、衝突や接近さえも防ぎます。共鳴を破るには、仮想物体の質量が 5 地球質量を超える必要があり、パラメータ空間が非常に大きく、共鳴を乱すことなく冥王星の向こうに多種多様な物体が存在する可能性があることがわかりました。冥王星外惑星の 4 つのテスト軌道が 400 万年にわたって順方向に積分され、そのような物体が海王星と冥王星の 3:2 共鳴の安定性に与える影響が調べられました。冥王星より遠く、それぞれ48.3 AUと75.5 AUの軌道上にある、地球質量の0.1と1.0の質量を持つ惑星は、3:2共鳴を乱さない。半長径が52.5 AUと62.5 AUの5地球質量のテスト惑星は、冥王星の近日点引数の400万年の秤動を乱す。^[52]

ハリントンは1993年1月に亡くなったが、惑星Xを発見することはなかった。^[53]その6か月前、E・マイルズ・スタンディッシュは、1989年にボイジャー2号が海王星を通過した際のデータを使用して、海王星の全質量を0.5%（火星の質量に匹敵する量）下方修正し^、天王星への重力の影響を再計算していた。^{[54]海王星の新たに決定された質量}がジェット推進研究所開発暦（JPL DE）に使用されたとき、天王星の軌道の想定された矛盾と、それとともに惑星Xの必要性は消えた。^[4]パイオニア10号、パイオニア11号、ボイジャー1号、ボイジャー2号などの宇宙探査機の軌道には、太陽系外縁部の未発見の巨大天体の重力によるものとされる矛盾はない。^[55]今日、ほとんどの天文学者は、ローウェルが定義した惑星Xは存在しないことに同意している。^[56]

冥王星とカロンの発見後、1992年にアルビオン15760が発見されるまで、太陽系外縁天体（TNO）は発見されなかった。 ^{[57]それ以来、数千のそのような天体が発見されている。現在では、そのほとんどは}カイパーベルトの一部であると認識されている。カイパーベルトは、太陽系の形成時に残された氷の天体の集まりで、海王星のすぐ外側の黄道面付近を周回している。冥王星ほど大きいものはなかったが、セドナなどのこれらの遠方の太陽系外縁天体のいくつかは、当初メディアで「新しい惑星」と説明されていた。^[58]

2005年、天文学者のマイク・ブラウンと彼のチームは、当時冥王星よりわずかに大きいと考えられていた太陽系外縁天体2003 UB ₃₁₃（後にギリシャ神話の不和と争いの女神にちなんでエリスと名付けられた）を発見したと発表した。^[59]その後すぐに、NASAジェット推進研究所のプレスリリースでは、この天体を「10番目の惑星」と表現した。^[60]

エリスは公式には惑星として分類されたことはなく、2006年の惑星の定義ではエリスと冥王星は近隣の惑星を一掃していないため惑星ではなく準惑星と定義された。^[5]それらは単独で太陽の周りを回っているわけではなく、同様の大きさの天体の集団の一部として回っている。冥王星自体は現在カイパーベルトのメンバーであり、より質量の大きいエリスよりも大きい最大の準惑星であると認識されている。

多くの天文学者、特にNASAの冥王星探査機ニューホライズンズの責任者であるアラン・スターンは、IAUの定義には欠陥があり、冥王星とエリス、そしてマケマケ、セドナ、クワオアー、ゴンゴン、ハウメアなどのすべての大きな太陽系外天体は、それ自体が惑星とみなされるべきだと主張している。^[61]しかし、エリスの発見は、外惑星の軌道に大きな影響を与えるには小さすぎるため、惑星X理論を復活させることにはならなかった。^[62]

ほとんどの天文学者はローウェルの惑星Xが存在しないことを認めているが、目に見えない大きな惑星が太陽系の外縁部に観測可能な重力効果を生み出す可能性があるという考えを復活させた者もいる。これらの仮説上の物体は「惑星X」と呼ばれることが多いが、これらの物体の概念はローウェルの提唱したものとはかなり異なる可能性がある。^{[63] [64]}

セドナが発見された とき、その極端な軌道からその起源について疑問が生じた。近日点が非常に遠いため（約76AU（114億km））、現在観測されているメカニズムではセドナの偏心した遠方軌道を説明できない。海王星や他の巨大惑星の重力の影響を受けるには惑星から遠すぎ、銀河潮汐などの外力の影響を受けるには太陽に縛られすぎている。その軌道を説明する仮説には、通り過ぎる恒星の影響を受けた、別の惑星系から捕獲された、または海王星外惑星によって現在の位置に引っ張られた、などがある。^[65]セドナの特異な軌道を決定する最も明白な解決策は、同様の領域にいくつかの物体を見つけ、それらのさまざまな軌道構成からそれらの歴史の兆候を見つけることである。もしセドナが海王星外惑星によってその軌道に引き込まれたとしたら、その領域で発見された他の天体はセドナと同じような近日点（約80AU（120億km、74億マイル））を持つことになるだろう。^[66]

2008年、向井正とパトリック・ソフィア・リカフカは、現在100から120キロメートルの間の高度に偏心した軌道にある、火星または地球サイズの遠い惑星の存在を示唆した。200 AU の軌道と 1000 年の軌道周期、20° から 40° の軌道傾斜角を持つこの惑星が、カイパーベルトの構造の原因である。彼らは、この惑星の摂動が太陽系外縁天体の離心率と軌道傾斜角を刺激し、48 AU で微惑星円盤を切り落とし、セドナなどの天体の軌道を海王星から切り離したと提唱した。海王星の移動中に、この惑星は海王星の外部共鳴に捕らえられ、コザイ機構によってより高い近日点軌道に進化し、残りの太陽系外縁天体は安定した軌道に残ったとされている。^{[67] [68] [69]}

2012年、ロドニー・ゴメスはカイパーベルト天体92個の軌道をモデル化し、そのうち6個の軌道がモデルが予測したよりもはるかに細長いことを発見した。彼は、最も単純な説明は、1,500 AUにある海王星サイズの天体など、遠方の惑星の重力によるものだと結論付けた。この海王星サイズの天体は、半径が300 AUを超える天体の近日点を振動させ、(308933) 2006 SQ 372や(87269) 2000 OO 67のような惑星横断軌道や、セドナのような分離軌道にそれらを導くだろう。^[70]

2014年、天文学者は2012 VP 113を発見したと発表しました。これはセドナのような4,200年の軌道を持ち、近日点がおよそ80 AUである大きな天体で、^{[8]彼らはそれが海王星外惑星の証拠になる可能性があると示唆しました。 [71]} トルヒーリョとシェパードは、 2012 VP ₁₁₃と他の非常に遠いTNOの近日点引数の軌道の密集は、200 AUを超えて、おそらく1,500 AUの傾斜軌道上にある、地球の2〜15質量の「スーパーアース」の存在を示唆していると主張しました。 ^[8]

2014年にマドリードのコンプルテンセ大学の天文学者は、入手可能なデータは実際には海王星外惑星が1つ以上あることを示していると示唆した。^[72]その後の研究では、証拠は十分に強力であるが、昇交点の経度や近日点引数と関連しているのではなく、半長軸と交点距離が指標になる可能性があることがさらに示唆されている。 ^{[73] [74]} 39個の物体の軌道の改善に基づく追加の研究では、依然として複数の摂動体が存在する可能性があり、そのうちの1つが300-400 AUで太陽を周回する可能性があることが示唆されている。^[75]

2016年1月20日、ブラウンとコンスタンチン・バティギンは、トルヒーヨとシェパードの最初の発見を裏付ける論文を発表した。その論文では、6つの遠方太陽系外縁天体の近日点引数（前述）のゼロ付近と昇交点の113°付近の統計的クラスタリングに基づいて、スーパーアース（プラネット・ナインと呼ばれる）の存在を提唱している。彼らは、その質量が地球の10倍（海王星の質量の約60%）で、半径が約400～1500 AUであると推定した。^{[9] [76] [77]}

セドナの発見者であるマイク・ブラウンは、重力による証拠がなくても、セドナの1万2000年の軌道は、地球サイズの物体が海王星の向こうに存在する確率だけを示していると主張している。セドナの軌道は非常に偏心しているため、簡単に観測できる太陽の近くでその軌道周期のほんの一部しか過ごしていない。つまり、その発見が偶然の事故でない限り、その軌道領域にはセドナとほぼ同じ直径の物体がまだ観測されていないかなりの数ある可能性がある。^[65]マイク・ブラウンは次のように述べている 。

セドナは冥王星の4分の3ほどの大きさです。冥王星の4分の3の大きさの物体が60個あるとしたら、冥王星の大きさの物体はおそらく40個あるでしょう。冥王星の大きさの物体が40個あるとしたら、冥王星の2倍の大きさの物体はおそらく10個あるでしょう。冥王星の3倍の大きさの物体はおそらく3つか4つあり、これらの物体のうち最大のものはおそらく火星か地球の大きさでしょう。^{[78] [79] [80]}

しかしブラウンは、たとえ地球の大きさに近づいたり超えたりしたとしても、そのような天体が発見されたとしても、その周囲を十分に掃討していないため、現在の定義では依然として「準惑星」であると指摘している。^[78]

さらに、海王星外惑星の可能性に関する推測は、いわゆる「カイパー・クリフ」を中心に展開されている。カイパーベルトは、太陽から48AU（72億キロメートル、45億マイル）の距離で突然終わる。ブルニーニとメリタは、この突然の断絶は、48AUの向こう側に火星と地球の中間の質量を持つ天体が存在するためではないかと推測している。^[81]

火星と同程度の質量を持つ天体が60AU（90億km）の円軌道上に存在すると、太陽系外縁天体の数は観測と一致しなくなる。例えば、冥王星の数は大幅に減少するだろう。^{[67]天文学者たちは、地球と同程度の質量を持つ天体が100AU（150億km）より遠くに}偏心軌道と傾斜軌道で存在する可能性を否定していない。神戸大学のパトリック・リカフカによるコンピューターシミュレーションでは、太陽系の形成初期に海王星から放出され、現在は太陽から101～200 AU（151～299億km、94～186億_マイル）の細長い軌道上にある質量 0.3～0.7 M Eの天体が、カイパークリフやセドナ、 2012 VP 113などの特異な分離天体を説明できる可能性があることが示唆されている。^[67]

レヌ・マルホトラやデイヴィッド・ジューイットなど一部の天文学者はこれらの主張を慎重に支持しているが、アレッサンドロ・モルビデリなど他の天文学者は「でっちあげ」としてこれを退けている。^[64]マルホトラとヴォルク（2017）^[82]は、50 AU（75億キロメートル、46億マイル）の崖より遠くにあるKBOの傾斜の予想外の変動は、太陽系の端に存在する可能性のある火星サイズの惑星（おそらく最大2.4  M _{E）の証拠であり、多くのニュースソースが「惑星10」と呼び始めたと主張した。} ^{[83] [82] [84] [85]この提案の直後、ロレンツォ・イオリオは、}カッシーニの測距データではこの仮説上の惑星の存在を否定できないことを示した。^[86]

2018年から、いくつかの調査により、カイパークリフの向こう側に位置する複数の天体が発見されている。これらの新しい発見のいくつかは、ヘリオポーズ（120AU）に近いか、それをはるかに超えたところ（2018 VG 18、2018 AG 37、2020 BE 102、2020 MK 53 ）にある。2023年9月以前に利用可能なTNOデータの分析によると、約72AUにギャップがあり、海王星との平均運動共鳴から遠く離れている。^[87]このようなギャップは、さらに遠くにある巨大な摂動体によって引き起こされた可能性がある。

テュケは、太陽系のオールトの雲に位置すると提唱された仮説上の巨大ガス惑星である。1999年にルイジアナ大学ラファイエット校の天体物理学者ジョン・マテーゼ、パトリック・ホイットマン、ダニエル・ホイットマイアによって初めて提唱された。^{[88]彼らは、}長周期彗星の起源の想定される偏りの中にテュケの存在の証拠を見ることができると主張した。2013年にマテーゼ^[89]とホイットマイア^{[90]は彗星のデータを再評価し、もしテュケが存在するなら、} NASAの広域赤外線サーベイ・エクスプローラー（WISE）望遠鏡によって収集されたデータのアーカイブで検出できるはずだと指摘した。^[91] 2014年にNASAは、WISEの調査でテュケの特徴を持つ物体は排除され、マテーゼ、ホイットマン、ホイットマイアが仮説したようなテュケは存在しないと発表した。^{[92] [93] [94]}

逆に、1999年にイギリスの天文学者ジョン・マレーは、太陽から32,000天文単位離れたところに、逆行軌道で太陽系を周回する、テュケに似た木星サイズの惑星が存在するという理論を立てた。マレーは、この惑星はいるか座に位置すると推定している。 ^[95]これらのパラメータも、さまざまな長周期彗星の軌道に基づいており、マテーゼ、ホイットマン、ホイットマイアがテュケについて当初仮定したものとは異なり、別の天体であることを意味する。^{[96]さらに、テュケとは異なり、この推定惑星は、} WISE望遠鏡による中間赤外線観測で設定された26,000 AUの制限外にある。^[7]

惑星形成の寡頭理論によれば、太陽系の進化の初期段階では、寡頭惑星と呼ばれる惑星サイズの天体が数百個存在したとされる。2005年、天文学者のユージン・チャンは、これらの寡頭惑星の一部が今日知られている惑星になったが、ほとんどは重力相互作用によって外側に投げ出されたと推測した。一部は太陽系から完全に脱出して自由浮遊惑星となったかもしれないが、他のものは数百万年の周期で太陽系の周りをハロー状に周回している。このハローは太陽から1,000～10,000 AU（1500億～1兆5000億km、930億～9300億マイル）の距離にあり、オールトの雲までの距離の3分の1～30分の1にあたる。^[97]

2015年12月、アタカマ大型ミリ波干渉計（ALMA）の天文学者たちは、350GHzの短いパルスの連続を検出し、これは一連の独立した発生源か、単一の高速移動源のいずれかであると結論付けた。後者である可能性が高いと判断した彼らは、その速度に基づいて計算したところ、もし太陽に束縛されていたら、北欧神話の高速移動の女神にちなんで「グナ」と名付けられたこの天体^[98]は、約12～25AUの距離にあり、220～880kmの準惑星サイズの直径を持つだろう。しかし、もしそれが太陽に重力で束縛されていない放浪惑星で、4000AUほども離れている場合は、それよりはるかに大きい可能性がある。^[99]この論文は正式に受理されることはなく、検出が確認されるまで撤回されている。^[99]この通知に対する科学者の反応は、おおむね懐疑的だった。マイク・ブラウンは、「もしアルマ望遠鏡がその極小の視野で偶然に巨大な太陽系外縁天体を発見したのが本当なら、太陽系外縁天体に地球サイズの惑星が20万個ほどあることになる...さらに、地球サイズの惑星がこれだけ多く存在すれば太陽系全体が不安定になり、人類は皆死滅するだろうと気づいた」とコメントした。^[98]

2023 年現在、以下の観測結果により、太陽系に存在する可能性のある追加の惑星の質量と距離が厳しく制限されています。

• WISE望遠鏡による中間赤外線観測の分析により、 10,000 AU以内に土星サイズ（地球の95倍の質量）の天体が存在する可能性は排除され、26,000 AU以内に木星サイズ以上の天体が存在する可能性も排除されました。^[7] WISEはそれ以来、より多くのデータを収集し続けており、NASAはBackyard Worlds: Planet 9市民科学プロジェクトを通じて、これらの限界を超える惑星の証拠を探すためにこのデータの探索に協力するよう一般の人々に呼びかけています。^[100]
• ロレンツォ・イオリオは、土星、地球、火星の近日点の異常な歳差運動に関する最新のデータを用いて、地球の0.7倍の質量を持つ未知の惑星は350〜400 AUより遠く、地球の2倍の質量を持つ未知の惑星は496〜570 AUより遠く、そして最後に地球の15倍の質量を持つ未知の惑星は970〜1,111 AUより遠くにあると結論付けた。^[101]さらにイオリオは、太陽系の外惑星の最新の暦ではさらに厳しい制約が与えられており、地球の15倍の質量を持つ天体は1,100〜1,300 AUより近くに存在できないと述べた。^[102] しかし、より包括的な太陽系モデルを使用した別の天文学者グループの研究では、イオリオの結論は部分的にしか正しくないことが判明した。土星の軌道残差に関するカッシーニのデータの分析では、バティギンとブラウンの第9惑星と軌道と質量が類似した惑星が真近点-130°から-110°、または-65°から85°にあるという観測結果とは矛盾していることが判明した。さらに、分析では、そのような天体が真近点-130°から-110°にある場合、土星の軌道はわずかに説明がつくことがわかった。117.8°+11°
  −10°この位置では太陽から約630AUの距離になります。^[103]
• 極限太陽系外縁天体の軌道に関する公開データを用いたところ、最短相互上昇・下降交点距離の間には統計的に有意な（62σ）非対称性が存在することが確認された。さらに、太陽系の重心から152 AU離れた0.2 AU、または339 AU離れた1.3 AUという相互交点距離を持つ、極めてありそうもない（p < 0.0002）相関軌道ペアが複数発見された。^[104]どちらの発見も、太陽から数百AU離れたところに巨大な摂動体が存在する可能性があり、太陽系の最外層における軌道方向の均一な分布という文脈では説明が難しいことを示唆している。^[105]

• 太陽系の架空の惑星
• 仮想太陽系天体のリスト

• 大型シノプティックサーベイ望遠鏡(LSST)
• パンスターズ
• 広域赤外線探査衛星（WISE）

• クロスウェル、ケン（1997年）。『惑星の探求：異星太陽系の壮大な発見』ニューヨーク：フリープレス。ISBN 978-0-684-83252-4。
• リットマン、マーク（1990年）。『惑星の彼方：太陽系外縁部の発見』ワイリーサイエンスエディション。ニューヨーク：ワイリー。ISBN 978-0-471-51053-6。
• シリング、ゴバート（2009年）。惑星Xの探査：新世界と冥王星の運命。ニューヨーク、ニューヨーク：コペルニクスブックス。ISBN 978-0-387-77804-4。
• トンボー、クライド W. (1946)。「第 9 惑星、冥王星の探索」。太平洋天文学会リーフレット。5 (209): 73–80。書誌コード:1946ASPL....5...73T。

• 惑星Xが発見された??。PBS Space Time。2016-02-17 – YouTube経由。
• 惑星XのSEDS
• Standish, EM (1993年5 月)。「惑星 X - 光学観測では動力学的証拠なし」。天文学ジャーナル。105 (5): 2000。Bibcode : 1993AJ ....105.2000S。doi :10.1086/116575。
• Quinlan, Gerald D. (1993年5 月)。「惑星 X: 暴露された神話」。Nature。363 ( 6424): 18。Bibcode  : 1993Natur.363 ... 18Q。doi: 10.1038 / 363018b0。ISSN 0028-0836。S2CID 29058579  。
• Whitmire , Daniel P. & Matese, John J. (1985 年 1 月)。「周期的な彗星群と惑星 X」。Nature。313 (5997 ) : 36–38。Bibcode :1985Natur.313...36W。doi : 10.1038/313036a0。ISSN 0028-0836。S2CID  7658694  。
• Jones, RL; Brown, ME; Abell, PA; Becker, AC; et al. (2009). 「太陽系外縁部の理解に向けた次のステップ: 2010 年十年調査委員会に提出されたホワイトペーパー」(PDF)。米国科学アカデミーの物理天文学委員会への提出。2009年 4 月 10 日閲覧。
• アンドリュー・コーツは、惑星Xの探索と主張の背後にある歴史を簡潔にまとめている。
• Raymond, Sean N.; Izidoro, Andre; Kaib, Nathan A. (2023). 「オールトの雲（太陽系外）惑星」.王立天文学会月報：レター. 524 : L72–L77. arXiv : 2306.11109 . doi : 10.1093/mnrasl/slad079 .