ネメシス（仮想の星）

ネメシスは仮説上の赤色矮星[ 1 ]または褐色矮星[ 2 ]であり、1984年に[ 3 ]約95,000 AU（1.5光年）の距離で太陽を周回していると最初に仮定され、 [ 2 ]オールトの雲をやや超える位置にあるとされ、地質学的記録では2600万年の間隔でより頻繁に発生しているように見える大量絶滅のサイクルを説明するために使用されました。 [ 2 ] [ 4 ] 2017年の論文で、サラ・サダボイとスティーブン・スターラーは、太陽は形成された当時はおそらく連星系の一部であったと主張し、「おそらくはるか昔にネメシスが存在した」と示唆しました。 [ 5 ] [ 6 ]そのような恒星は40億年以上前にこの連星系から分離しているため、より最近の大量絶滅のサイクルの原因ではないことを意味します。[ 7 ]

より最近の理論は、他の恒星の接近や銀河の重力面の太陽外部軌道面に対する角度効果 (シヴァ仮説) などの他の力が、一部の太陽系外縁天体の軌道摂動の原因である可能性があることを示唆している。[ 8 ] 2010 年に研究者らは、1984 年に最初に特定された絶滅イベントの周期性を裏付ける証拠を化石記録から発見したが、信頼度は高く、期間はほぼ 2 倍の長さであった。[ 9 ]しかし、2011 年に研究者らは地球表面の既知のクレーターの年代を分析し、周期的な衝突を否定する強力な証拠を発見し、小さなサンプルに基づく以前の調査結果は統計的なアーティファクトであると結論付けた。[ 10 ] [ 11 ]赤外線天文衛星 ( IRAS ) は 1980 年代にネメシスを発見できなかった。 1997年から2001年にかけて行われた2MASS天文調査では、太陽系内に新たな恒星や褐色矮星を発見することはできなかった。[ 12 ]

太陽から10光年の距離にある150ケルビンという低温の褐色矮星を検出できる、より新しく強力な赤外線望遠鏡技術を使用しているが、 [ 13 ]広域赤外線サーベイ探査機（WISEサーベイ）はネメシスを検出していない。[ 14 ] [ 15 ] 2011年、地球近傍天体のリスク評価の仕事で知られるNASAの上級科学者デビッド・モリソンは、ネメシスのような天体の存在については確信が持てないと書いている。なぜなら、ネメシスは赤外線スカイサーベイで検出されているはずだからだ。[ 14 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

大量絶滅の周期性に関する主張

1977年、アルフレッド・G・フィッシャーとマイケル・アーサーは、化石記録に基づいて、外洋環境における生命の増殖に周期性があることを初めて示唆しました。[ 19 ]彼らは、これが気候と海洋循環に主導された地球上のメカニズムによって引き起こされたと信じており、地球外原因を提唱していません。

1984年、古生物学者のデイビッド・ラウプとジャック・セプコスキは、様々な形式の時系列解析を用いて、過去2億5000万年間の絶滅率に統計的な周期性があることを確認したと主張する論文を発表しました。[ 4 ]彼らは海洋脊椎動物、無脊椎動物、原生動物の化石科の絶滅の激しさに焦点を当て、問題の期間に12の絶滅イベントを特定しました。絶滅イベント間の平均時間間隔は2600万年と決定されました。当時、特定された絶滅イベントのうち2つ（白亜紀–古第三紀と始新世–漸新世）は、大規模な衝突イベントと一致することが示されました。ラウプとセプコスキは、想定される周期性の原因を特定することはできませんでしたが、地球外との関連がある可能性を示唆しました。メカニズムを提案するという課題は、いくつかの天文学者チームによってすぐに取り組まれました。[ 20 ] [ 21 ]

2010年、メロットとバンバッハは、改良された年代測定を含む化石データを再検討し、ラウプとセプコスキが使用したデータベースに加えて、独立した別のデータベースも使用した。彼らは、2700万年周期の過剰絶滅率を示すシグナルの証拠を発見した。このシグナルは5億年前まで遡り、以前の研究よりもはるかに高い統計的有意性を示した。[ 9 ]

いずれにせよ、絶滅イベントの周期性については古生物学界で依然として議論が続いている。例えば、最近のいくつかの研究[ 22 ]では、周期性は統計的に意味がないと主張している。

ネメシス仮説の発展

天文学者の2つのチーム、ダニエル・P・ホイットマイアとアルバート・A・ジャクソン4世、およびマーク・デイビス、ピエト・ハット、リチャード・A・ミュラーはそれぞれ独立して、ラウプとセプコスキの絶滅周期を説明する類似の仮説をネイチャー誌の同じ号で発表した。[ 20 ] [ 21 ]この仮説は、太陽が非常に楕円軌道を描く未検出の伴星を持ち、それがオールトの雲の彗星を定期的にかき乱し、太陽系内を訪れる彗星の数が大幅に増加して、結果として地球への衝突イベントが増加するというものである。これは「ネメシス」または「デス・スター」仮説として知られるようになった。

ネメシスが存在するとしても、その正確な性質は不明である。マラーは最も可能性の高い天体は見かけの等級が7から12の赤色矮星であると示唆しているが[ 23 ] 、ダニエル・P・ホイットマイアとアルバート・A・ジャクソンは褐色矮星を主張している。[ 20 ]赤色矮星であれば星表には記載されるが、視差の測定によってのみ確認される。太陽の周りを公転しているため固有運動が小さく、9等級のバーナード星のような星を発見した古い固有運動調査では検出されないだろう。（バーナード星の固有運動は1916年に検出された。）[ 24 ]マラーは視差調査が10等級に達する頃にはネメシスが発見されると予想している。[ 25 ]

2012年の時点で、1800個以上の褐色矮星が確認されています。[ 26 ]実際には、私たちの宇宙の近隣にある褐色矮星の数は、これまで考えられていたよりも少ないです。褐色矮星1つにつき恒星1つではなく、褐色矮星1つにつき恒星6つほどある可能性があります。[ 27 ]太陽型の恒星の大部分は単独の恒星です。[ 28 ]以前の考えでは、恒星系の半分、あるいはおそらく大部分は、最も頻繁に見られる傾向のある単独の恒星系ではなく、星団に関連する連星系、三重星系、または多重星系であるとされていました。

ミュラーは、現在から1100万年前の最近の絶滅の日付に言及し、ネメシスの軌道長半径が約1.5光年（95,000 AU）であると仮定し[ 23 ] 、ミュラーの仮説の仕様を満たす軌道弧を描くいくつかの非典型的な長周期彗星の元の遠日点から得られた仮説的な軌道に基づいて、ネメシスがうみへび座の近くに位置していると示唆している（ヤリス、1987によって裏付けられている）。リチャード・ミュラーのネメシス理論に関連する最新の論文は2002年に発表された。[ 23 ] 2002年にミュラーは、ネメシスが4億年前に通り過ぎる恒星によって円軌道から離心率0.7の軌道に摂動を受けたと推測した。[ 25 ]

メロットとバンバッハは2010年と2013年に、2700万年周期の超過絶滅率を示すシグナルの証拠を発見した。しかし、ネメシスは太陽から非常に遠いため、通過する恒星による摂動を受け、その公転周期は15～30%変化すると予想される。したがって、絶滅イベントの2700万年周期の急激なピークの存在は、ネメシスの現象と矛盾する。[ 9 ] [ 29 ]

セドナの軌道

セドナの軌道と太陽系およびオールトの雲との比較

太陽系外縁天体 セドナは、太陽の周りを非常に長く珍しい楕円軌道で公転しており[ 2 ] 、その範囲は 76 AU から 937 AU である。セドナの公転軌道は 1 周するのに約 11,400 年かかる。発見者であるカリフォルニア工科大学のマイケル・ブラウンは、ディスカバー誌の記事で、セドナの位置は理屈に合わないと指摘し、「セドナがそこにあるはずがない」とブラウンは述べた。「セドナを現在の位置に置く方法がない。太陽の影響を受けるほど太陽に近づくことはないが、他の恒星の影響を受けるほど太陽から遠ざかることもない。」[ 30 ]ブラウンは、数十億年前に太陽の近くを通過した 1 つ以上の伴星ではない恒星が、セドナを現在の軌道に引きずり込んだ可能性が高いと述べている。[ 30 ] 2004年にケニオンはセドナの軌道データと、古代の伴星以外の星の通過の可能性をコンピュータモデル化して分析した後、この説明を発表しました。[ 8 ]

ジョン・マテーゼとダニエル・ウィットマイアは、セドナの軌道の特徴を説明するために、太陽系外縁天体ティケ（ネメシスの神話上の妹）の存在を別の仮説として提唱した[ 31 ]。ティケは木星の3～4倍の質量を持つ巨大ガス惑星であると考えられる。2016年、セドナと他の14個の太陽系外縁天体の軌道を研究したマイケル・ブラウンとコンスタンチン・バティギンは、惑星ナインと呼ばれる巨大なスーパーアースの存在がこれらの天体の特異な特徴を説明できると仮定した[ 32 ]が、この仮説はネメシス星の仮説とは厳密には関連がない。

ネメシスの過去、現在、および保留中の検索

赤外線でのネメシスの探査は重要である。なぜなら、温度の低い星は赤外線で比較的明るく輝くからである。カリフォルニア大学のロイシュナー天文台は1986年までにネメシスを発見できなかった。 [ 33 ] 赤外線天文衛星（IRAS）は1980年代にネメシスを発見できなかった。 1997年から2001年にかけて実施された2MASS天文サーベイは、太陽系内の恒星、つまり褐色矮星を検出できなかった。[ 2 ]もしネメシスが存在するなら、 Pan-STARRSまたは計画中のLSST天文サーベイによって検出される可能性がある。

特に、ネメシスが赤色矮星か褐色矮星であれば、WISEミッション（太陽系近傍のほとんどを対象に、動きを検証する視差測定を行う赤外線天文探査）で発見できると期待されていた。[ 2 ] WISEは10光年以内の150ケルビンの褐色矮星を検出でき、褐色矮星が近いほど検出が容易になる。[ 13 ] WISE調査の予備的な結果は2011年4月14日に発表された。 [ 34 ] 2012年3月14日には、WISEミッションの全カタログが公開された。[ 35 ] 2014年、WISEデータによってオールトの雲内に1万AU以内の土星またはそれより大きなサイズの天体は存在しないと判断された。 [ 36 ]

1980年代の計算では、ネメシス天体は銀河や通過する恒星からの摂動により不規則な軌道をとると示唆されていました。メロットとバンバッハの研究[ 9 ]では、そのような軌道に予想される不規則性とは矛盾する、極めて規則的な信号が示されています。したがって、この仮説は絶滅周期性を支持する一方で、ネメシス仮説とは矛盾しているように見えます。もちろん、他の種類の恒星下天体とは矛盾しません。2011年のNASAのニュースリリースによると、「最近の科学的分析は、地球上の絶滅が規則的な周期で繰り返されるという考えを支持しておらず、したがって、ネメシス仮説はもはや必要ありません。」[ 37 ]

参照

参考文献

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