英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
海王星の軌道の外側には、氷を主成分とする無数の小天体が集まる領域がある。エッジワース・カイパーベルトと呼ばれ、冥王星もその一員である。 1992年に最初の天体が見つかって以来、数千個が発見され、太陽系の成り立ちを探る手がかりとして研究が進んでいる。 このクイズでは、存在が予想された経緯や発見の舞台裏、天体の分類と命名のルール、探査機が間近で見た姿までを幅広く出題する。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01エッジワース・カイパーベルトを探査した初めての探査機は？
ニューホライズンズ
2015年7月14日に冥王星をフライバイ（接近通過）した。その後は、カイパーベルト内のさらなる天体の探査がミッションの目標となった。
Q 02カイパーベルトは海王星軌道の外側から太陽からおよそ何auまで広がる？
50 au
黄道面付近に天体が密集する、穴の空いた円盤状の領域で、星周円盤の一種とされる。小惑星帯に似ているが、はるかに大規模である。
Q 03冥王星が惑星から準惑星へ再分類されたのは何年？
2006年
国際天文学連合が惑星の定義を行った結果の再分類だった。冥王星は周辺の多数の天体とともに、海王星と2:3の軌道共鳴を起こしている。
Q 041930年に冥王星を発見した天文学者は？
クライド・トンボー
発見の直後から、冥王星は海王星より遠くにある一連の天体のうち最初に見つかったものにすぎないのではないか、という問題提起がなされていた。
Q 05太陽系外縁天体のうち、冥王星より重い唯一の天体は？
エリス
冥王星はカイパーベルトの中では最も大きく重い天体である。これを上回る天体は非常に離心率の大きな軌道を回り、太陽から100auほどの遠方に達する。
Q 06カイパーベルト全体の構造は、帯というより何の形に似ているとされる？
ドーナツ
主要な天体は黄道面から10度程度の広がりを持つ、非常に分厚い分布をしている。平均的な軌道は黄道から1.86度傾いている。
Q 07大きな衛星としては太陽系で唯一、逆行軌道を持つ海王星の衛星は？
トリトン
周惑星円盤の中で生まれた木星や土星の大きな衛星とは異なり、すでに形成されていた天体を海王星が捕獲したものと考えられている。大きさは冥王星を14%上回る。
Q 08カイパーベルトの範囲は、小惑星帯のおよそ何倍とされる？
20倍
質量も小惑星帯の20から200倍と見積もられている。どちらも主に太陽系小天体や、太陽系が形成された際の残余物からなる点は共通している。
Q 09天文学者が天体の組成を決定する主な手法は？
分光観測
天体からの光を波長ごとに分解すると、虹に似たスペクトルが得られる。物質ごとに吸収する波長が異なるため、暗い吸収線の位置から存在する物質が分かる。
Q 10環と2つの衛星を持ち、衝突族の母天体でもある準惑星は？
ハウメア
こうした特徴から科学研究の目標として優先度が高く、フランスの航空宇宙企業タレス・アレーニア・スペースが、周回する探査機の計画について研究を行った。
Q 11木星と海王星の軌道の間にある、彗星に似た天体の集団の名は？
ケンタウルス族
軌道は不安定で、力学的な寿命は数百万年にすぎない。そのため天文学者は、どこか外側の領域から頻繁に天体が供給されているはずだと推測していた。
Q 12国際天文学連合の惑星の定義のうち、冥王星が満たさないとされた条件は？
軌道近くの他天体を排除している
この定義が必要になったきっかけは、冥王星より27%重い天体が遠方で発見されたことだった。冥王星は、同程度の大きさを持つ多数の天体と似た軌道を回っている。
Q 132019年1月1日に探査機がフライバイした、接触連星のカイパーベルト天体は？
アロコス
観測データから、長さ32km、幅16kmの形状であることが判明した。搭載されたマルチスペクトルカメラRalphの観測では、赤い色をしていることも確認された。
Q 142014年、探査対象を探す中で2014 MU69の発見に使われた望遠鏡は？
Q 21仮符号の「QB1」から取られた、古典的カイパーベルト天体の呼び名は？
キュビワノ族
古典的カイパーベルトはおよそ42〜48auの領域を指す。海王星との重力相互作用の時間スケールが非常に長く、天体の軌道は本質的に変化しないまま存在し続けられる。
Q 22オールトの雲は、カイパーベルトの何倍太陽から遠いと考えられている？
1000倍
オールトの雲は理論的に存在が予測されている領域で、円盤状ではなく、ほぼ球殻状に分布していると考えられている。
Q 23カイパーベルト外縁で天体が急減する問題は英語圏で「Kuiper ○○」。○○は？
cliff
初期のモデルでは、遠方では大きな天体の数が2倍程度に増えると示唆されていた。そのため急激な減少は予想されておらず、原因は分かっていない。
Q 24冥王星とカロン以降で初めて発見されたカイパーベルト天体は？
ハッブル宇宙望遠鏡
発見者は天文学者のMarc Buie。直径30〜55kmと推定された候補天体は、地上望遠鏡で観測するには小さすぎた。
Q 15短周期彗星とは、軌道周期が何年未満の彗星を指す？
200年
ハレー彗星がその一例で、周期彗星とも呼ばれる。これに対し、ヘール・ボップ彗星のように軌道周期が数千年に及ぶものは長周期彗星である。
Q 16太陽系外縁天体2014 MU69に、公募を経て2018年に付けられた愛称は？
ウルティマ・トゥーレ
ラテン語で極北にあるとされた聖地を指す言葉にちなみ、既知の世界との境界を超えた最も遠い場所を示す表現である。公募には約115,000人が参加した。
Q 17ジューイットらが探索に使ったハワイ大学の2.24メートル望遠鏡がある山は？
マウナ・ケア山
探索の初期は1組の写真乾板の調査におよそ8時間を要したが、CCDイメージセンサの導入で高速化された。CCDの視野は最終的に1024×1024ピクセルに増えた。
Q 18カイパーベルトが起源である可能性が指摘される土星の衛星は？
フェーベ
カイパーベルトの天体は、メタンやアンモニア、水などが凍った「氷」が組成の大部分を占める。岩石と金属を主成分とする多くの小惑星とは対照的である。
Q 191977年に土星と天王星の軌道の間で発見された氷小惑星は？
キロン
発見者はチャールズ・トーマス・コワル。およそ50年前の冥王星発見に使われたのと同じ種類の機器である、ブリンクコンパレータを用いて見つけた。
Q 20「熱い」「冷たい」グループなどの特徴を再現した有力な太陽系形成モデルは？
ニースモデル
ただし一部の特徴は説明できていない。古典的カイパーベルト天体の平均離心率を0.10〜0.13と予測するのに対し、観測値は0.07と小さい。
アルビオン
1992年の発見で、長い間にわたって仮符号の1992 QB1で呼ばれていた。それ以降、カイパーベルト天体の発見個数は数千個にのぼっている。
Q 25写真が到達した光の10%しか捉えないのに対し、CCDは何%を捉える？
90%
CCDでは2枚の写真を見比べる作業もコンピュータの画面で行えるようになった。現在では、天文学で用いられる大部分の検出器の基礎となっている。
Q 26彗星の構造について「汚れた雪玉」仮説を広めた人物は？
フレッド・ホイップル
1964年には、「彗星ベルト」が天王星の軌道のずれを説明できるほど重い可能性があるとも考えたが、この仮説は観測によって否定された。
Q 27惑星移動の過程で、カイパーベルトの天体は初期の個数の何%以上を失ったとされる？
99%
内側へ散乱された微惑星の一部は、木星のトロヤ群天体や、巨大惑星を公転する不規則衛星になった。残りの大部分は木星によって太陽系から弾き出された。
Q 28京都大学の有松亘らが2019年に検出を発表したカイパーベルト天体のサイズは？
1.3 km
天体が恒星を隠す掩蔽を狙って捉える観測だった。求められた個数密度は、こうした天体が木星族彗星の供給源になるのに十分足りる値であった。
Q 29カイパーベルトの空隙は、小惑星帯にある誰の名を冠した空隙に似ている？
カークウッド
海王星の重力が特定の領域にある天体の軌道を不安定化するために生じる。例えば40〜42auの領域には、太陽系の年齢にわたって安定な軌道を保てる天体は存在しない。
Q 301980年の論文で短周期彗星の起源を論じたFernándezはどこの国の天文学者？
ウルグアイ
観測された彗星の個数を説明するには、海王星より外側に彗星ベルトが存在する必要があると推測した。「カイパーベルト」の名は、この論文の冒頭に登場した単語にちなむとされる。