Warum Planet Nine echt sein könnte

Behauptungen über neue Planeten, die sich als falsch erwiesen haben - und warum „Planet Nine“ anders sein könnte.

Bildnachweis: Bildbearbeiter / Flickr

Von Andrew Coates, UCL

Unter den Planetenforschern herrscht großes Aufsehen, nachdem eine neue Studie vorschlug, dass ein unsichtbarer Planet mit der zehnfachen Masse der Erde im Kuipergürtel lauert, einem Band eisiger Objekte jenseits von Neptun. Die neueste Theorie wurde aufgestellt, nachdem die Wissenschaftler festgestellt hatten, dass sich sechs Objekte im Gürtel seltsam verhalten, was ihrer Meinung nach durch die Existenz eines neuen Planeten erklärt werden könnte.

Es ist nicht das erste Mal, dass solch ein Fall für einen neuen Planeten gemacht wurde. Wie verhält sich diese neue Theorie zu ähnlichen Behauptungen in der Vergangenheit?

Kuipergürtel und Planet Nine

Der Kuipergürtel, den wir Anfang der neunziger Jahre entdeckt haben, ist eine Region des Sonnensystems jenseits der acht Hauptplaneten, die wir gerade erst mit Raumsonden wie der New Horizons-Mission der NASA genauer erforschen. Der Kuipergürtel beherbergt viele Kometen, die vor 4,6 Milliarden Jahren in der Uranus-Neptun-Region entstanden sind - Rosettas Komet 67P stammt von hier. Noch mehr Kometen bevölkern die kugelförmige, aber noch nicht sichtbare „Oort-Wolke“, einen weiteren Felsengürtel weit hinter dem Kuipergürtel, in dem die meisten Kometen die meiste Zeit verbringen. Die Oortsche Wolke ist 10.000 astronomische Einheiten (AU) von uns entfernt (eine AU entspricht ungefähr der Entfernung zwischen der Erde und der Sonne oder 149,6 m Kilometer).

Die Grundlage der neuen theoretischen Beweise für den neuen Planeten ist die seltsame Ausrichtung der sechs Objekte des Kuipergürtels und die Ablenkung aus der Ekliptikebene anderer - dies scheint darauf hinzudeuten, dass die Objekte durch die Anziehungskraft von a gestört werden riesiger Planet weit jenseits von Neptun und Pluto, der eine Umlaufbahn um die Sonne von 15.000 Jahren haben soll. Woher wissen wir also, dass es sich um einen Planeten und nicht nur um ein großes Objekt im Kuipergürtel handelt? Die implizite Masse des Objekts, die diese Umlaufbahnen stören könnte, ist einfach zu hoch, als dass es sich um ein sehr großes Kuipergürtelobjekt wie einen Zwergplaneten oder einen Asteroiden handeln könnte.

Theoretisch lässt sich anhand von Modellen der Geburt unseres Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren erklären, wie sich weiter entfernt und neben Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun ein zusätzlicher äußerer Planetenkern gebildet haben könnte. Und Beobachtungen von Exoplaneten zeigen, dass sich an anderer Stelle große Objekte in relativ großer Entfernung von ihrem Elternstern bilden können. Eine andere Möglichkeit, die das merkwürdige Verhalten der Kuiper-Objekte erklären könnte, könnte sein, dass „Planet Neun“, falls vorhanden, ein großes Objekt in der inneren Oort-Wolke und kein Planet ist.

Es mag schwer zu glauben sein, dass wir plötzlich einen neuen Planeten entdecken könnten. Seit der Antike konnten die Menschen alle Planeten bis zum Saturn beobachten und erkannten im 17. Jahrhundert, dass sie sich in einer Umlaufbahn um die Sonne befanden. William Herschel entdeckte dann Uranus im Jahr 1781 und Beobachtungen seiner Umlaufbahn führten zur Entdeckung von Neptun im Jahr 1846. Pluto wurde 1930 nach der Suche nach einem größeren „Planeten X“ hinzugefügt, wurde jedoch 2006 zu einem Eiszwergplaneten degradiert. Es wurden auch viele Objekte des Kuipergürtels beobachtet, von denen mindestens eines, Eris, massiver ist als Pluto (was schließlich die Herabstufung von Pluto erzwang).

Die Suche nach Planet X

In der Vergangenheit gab es Ansprüche für einen zusätzlichen "Planeten X" (jetzt Planet IX oder der bekanntere Planet Neun, aufgrund der Herabstufung von Pluto). Aber keiner von ihnen hat sich bisher voll behauptet.

1. Als 1906 weitere Unregelmäßigkeiten in der Umlaufbahn des Uranus festgestellt wurden, löste dies die Suche nach einem Planeten X aus, der für massiv gehalten wurde. Schließlich wurde der weniger massive Pluto jedoch 1930 von Clyde Tombaugh gefunden.
2. In den 1980er Jahren wurde von Robert S Harrington ein Planet X auf der Grundlage der unregelmäßigen Umlaufbahnen von Neptun und Uranus vorgeschlagen. Dies wurde später von Myles Standish widerlegt, der in der Lage war, die Unregelmäßigkeiten zu erklären, indem er die Masse für Neptun unter Verwendung von Daten aus dem Voyager-Vorbeiflug überarbeitete.
3. In den 1990er Jahren wurde ein großer Planet in der Nähe der Oort-Wolke, genannt Tyche, vorgeschlagen, um die Umlaufbahnen bestimmter Kometen zu erklären. Dies wurde vom NASA-Satelliten Wide-Field Infrared Survey Explorer für Objekte im Saturn-Format oder größer ausgeschlossen, obwohl kleinere, noch nicht erkannte Objekte möglich sein könnten.
4. Sedna wurde 2003 entdeckt und ist ein Zwergplanet in unserem Sonnensystem mit einer elliptischen Umlaufbahn von 11.400 Jahren zwischen 76AU und 937AU (das ist die 2,5- bis 31-fache Entfernung zwischen Sonne und Neptun). Seine Entdeckung ließ vermuten, dass es sich um ein inneres Oort-Cloud-Objekt handelt, das entweder von einem vorbeiziehenden Stern oder von einem großen, unsichtbaren Planeten abgelenkt wird. Wenn ein solcher Planet existieren würde, würden auch die Umlaufbahnen anderer Objekte in der Nähe gestört, was durch die Beobachtung eines anderen Objekts, genannt 2012 VP113, unterstützt würde. Umlaufbahnberechnungen ergaben jedoch, dass diese kleiner sein und in einer Entfernung von 1.000 AE oder mehr umlaufen kann.
5. Im Dezember 2015 gab es einen Hinweis auf ein großes Objekt in einer Entfernung von 300 AE - etwa sechsmal weiter als Pluto - in den Daten des Atacama Large Millimeter / Submillimeter-Arrays. Die Chance, ein solches Objekt mit einem Teleskop einzufangen, ist jedoch gering, und viele Wissenschaftler halten dies für ein Objekt mit Kuipergürtel.

ALMA-Prototyp-Antennen in der ALMA-Testanlage. Bildnachweis: ESO / NAOJ / NRAO

Im Vergleich zu all diesen Beispielen hat „Planet Nine“ wohl die besten Belege. Dies ist teilweise darauf zurückzuführen, dass die Umlaufbahnen der sechs Objekte des Kuiper-Gürtels und nicht nur eines oder zwei Effekte aufweisen, wodurch die Theorie möglicherweise plausibel erscheint. Die Dynamik des äußeren Sonnensystems sorgt für mehr Überraschungen, wenn unsere Detektionstechnologie verbessert wird, und wir können in den kommenden Jahren viel mehr Wissen über den Kuipergürtel oder vielleicht die Oort-Wolke erwarten.

In der Zwischenzeit müssen wir natürlich auf direkte Beweise von Boden- oder Weltraumteleskopen warten, um zu sehen, ob Planet Nine oder andere große Objekte tatsächlich existieren. Nur mit direkten Beweisen sollten wir uns Gedanken über einen Namen machen.