Der Grund, warum wir Planet Neun nicht gefunden haben

Und die Theorie gegen seine Existenz

Bild von Ivan Shaykov

Es gibt zwei große Ozeane, die die Menschheit noch nicht erforscht hat: die tiefblauen unruhigen Ozeane hier auf der Erde und die immer weiter ausgedehnten Ozeane des Weltraums. Es ist nicht so unglaublich zu glauben, dass es unwahrscheinlich ist, dass ein Planet in unserem Sonnensystem verborgen ist, wenn man bedenkt, dass die große Mehrheit unseres eigenen Planeten für uns immer noch ein Rätsel ist und dass in unseren Gewässern Kreaturen schwimmen, von denen wir keine Ahnung haben existieren. Und die großen dunklen Ebenen des Weltraums? Nun, sie sind noch besser darin, Geheimnisse zu bewahren, selbst wenn es sich in unserem eigenen Sonnensystem befindet.

Planet Nine oder Planet X, wie er manchmal genannt wird, ist ein Planet, von dem vermutet wird, dass er die Umlaufbahnen einer Gruppe transneptunaler Objekte (TNOs) im Kuipergürtel beeinflusst - eine Scheibe, die sich über Neptun hinaus erstreckt und felsige, eisige Körper enthält vorbei von der Bildung des Sonnensystems. Pluto ist eines der größten und massereichsten TNOs, obwohl es immer noch nur einen Bruchteil der Größe des Mondes ausmacht. Die betroffenen TNOs sind räumlich gruppiert und folgen stark elliptischen Pfaden, während die meisten anderen Objekte nahezu kreisförmigen Pfaden um die Sonne folgen. Dies wird weder durch die Interaktion mit den acht bekannten Planeten verursacht, noch ist es wahrscheinlich ein Zufallsprodukt (tatsächlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies ein zufälliges Ereignis ist, geringer als 0,1%).

Diese Grafik zeigt den Pfad des Planeten Neun in Orange, während sich die Objekte des Kuipergürtels in der Ebene und senkrecht zur Ebene der angeblichen Supererde bewegen. Bild von Caltech / R. Verletzt (IPAC).

Planet Nine ist aus vielen Gründen eine attraktive Lösung. Dies würde nicht nur die Umlaufbahnen dieser Objekte erklären, sondern auch statistisch sinnvoller sein. Die häufigste Größe für Planeten, die im Universum beobachtet werden, ist eine Supererde - Planeten mit einer Masse, die höher als die Erde, aber kleiner als Neptun oder Uranus ist. Obwohl wir keine in unserem eigenen Sonnensystem haben, wird vermutet, dass Planet Neun etwa zehnmal so groß wie die Masse der Erde ist und sich auf einer außergewöhnlich breiten Umlaufbahn bewegt, die 20 Mal größer ist als die Umlaufbahn von Neptun. Dies bedeutet, dass der hypothetische Planet für eine Umlaufbahn erstaunliche 10.000 bis 20.000 Jahre benötigen würde. Unsere besten Chancen, es zu beobachten, hängen davon ab, dass es sich in dem Teil seiner Umlaufbahn befindet, der der Sonne am nächsten liegt. Wenn es sich in einem weiter entfernten Teil seiner Umlaufbahn befindet, beispielsweise über 1.000 AU hinaus (eine AU ist die Entfernung von der Erde zur Sonne oder ungefähr 93 Millionen Meilen), wird es zu einem riesigen Hindernis, das es zu erkennen gilt. Dies liegt daran, dass es zu diesem Zeitpunkt für unsere Teleskope mehr als eine Million Mal dunkler wäre.

In seinem neuesten Artikel beschreibt der Luft- und Raumfahrtingenieur und gute Freund Brandon Weigel genau, wie schwierig es wäre, den schwer fassbaren Planeten zu entdecken.

Während einige Wissenschaftler die Existenz eines anderen Planeten mit bis zu 90% argumentieren, versuchen Studien wie die der American University in Beirut und Cambridge zu zeigen, dass kein solcher Planet notwendig ist. Stattdessen könnte es sich um eine Scheibe aus eisigem Material handeln, die die TNOs beeinflusst. In bestimmten identifizierten Massenbereichen und Formen könnten verstreute kleine Objekte die kollektive Schwerkraft haben, die zur Erzeugung der hochelliptischen Bahnen erforderlich ist. Es ist ein Phänomen, das in anderen Sonnensystemen beobachtet wurde, in denen eisiges Material an ihren Rändern die seltsamen Umlaufbahnen anderer Objekte darin verursachen kann. Die Theorie hat auch ein mathematisches Modell hinter sich und berücksichtigt erfolgreich alle anderen acht Planeten des Sonnensystems. Wie Planet Nine wurde diese Scheibe jedoch noch nicht beobachtet, obwohl sie leichter zu erkennen ist als ein schwacher Planet. Das Modell erfordert außerdem, dass jenseits von Neptun zehnmal mehr eisige Objekte existieren, als Wissenschaftler tatsächlich schätzen. Der Astronom Mike Brown sagt, dass es unwahrscheinlich ist, dass eine Scheibe wie die vorgeschlagene für Milliarden von Jahren in unserem Sonnensystem existiert.

Subaru ist das gleiche Teleskop, mit dessen Hilfe Farout gefunden wurde, das am weitesten entfernte Objekt in unserem Sonnensystem. Es ist das erste Objekt, das wir gesehen haben, wie es über 100 AE (9 Milliarden Meilen) umkreist. Wenn wir seinen Weg im Laufe der Jahre weiter untersuchen, können wir feststellen, ob es Beweise für Planet Neun liefert. Farout (2018 VG18) bewegt sich in der Mitte. Bild von Scott S. Sheppard / David Tholen.

Von den Regionen des Himmels, in denen Planet Neun am wahrscheinlichsten gefunden wird, wurden nur etwa 25% durchsucht und normalerweise nicht in der Tiefe, die erforderlich ist, um ein Objekt zu finden, das sich verdunkelt. Selbst das Hubble-Weltraumteleskop hat ein zu enges Sichtfeld, um bei der Suche viel Hilfe zu leisten. Aber es gibt immer noch Hoffnung. Das Subaru-Teleskop in Hawaii hat sowohl ein breiteres Sichtfeld als auch eines der größten Teleskope der Welt und bietet Forschern die Möglichkeit, Gebiete mit einer Größe von 4.000 Monden zu beobachten. Wenn dies nicht hilft, wird das Large Synoptic Survey Telescope bis 2020 von seinem Platz in den chilenischen Anden aus einsatzbereit sein. Das Teleskop wurde entwickelt, um Geheimnisse wie dunkle Materie und dunkle Energie zu untersuchen. Es wird einen riesigen Bereich des Himmels überblicken und eine gründliche Menge an Daten und Bildern über die astronomischen Objekte zusammenstellen.

Proxima b war auch eine Herausforderung zu finden, obwohl es der der Erde am nächsten liegende Exoplanet ist und unseren Nachbarstern Proxima Centauri umkreist. Beide sind ziemlich klein und es dauerte fast ein Jahrzehnt, um den Exoplaneten mithilfe von Bewegungen in seinem Mutterstern zu erkennen. Unsere derzeitige Technologie konnte dies kaum erkennen. Und während Forschungsteams bei der Suche nach Planet Nine jedes Jahr eine Woche Zeit zum Betrachten haben, haben Wetterhindernisse die Planung einer eingehenden Suche noch schwieriger gemacht.

Projekte wie das CMB-Experiment der nächsten Generation werden die größten Akteure bei der Bestimmung sein, ob der mysteriöse Planet existiert oder nicht. Selbst bei der zuvor erwähnten Grenze von 1.000 AU könnten die dedizierten Teleskope und ihre hochempfindlichen Kameras einen Planeten mit zehnmal weniger Masse als der von Planet Nine aufnehmen.

Es ist möglich, dass sowohl Planet Nine als auch eine Eisscheibe wie die hier abgebildete für die Umlaufbahnen der Objekte des Kuipergürtels verantwortlich sind. Bild von European Southern Observatory / M. Kornmesser.

Wenn wir die neuen Entdeckungen weit entfernter Exoplaneten oder die detaillierten Bilder unserer eigenen Gasriesen sehen, kann man leicht vergessen, dass wir noch kein klares und detailliertes Bild des Weltraums haben. Wir können an unseren schönsten Stränden Ufer und Barriereriffe studieren, aber das bedeutet nicht, dass der Rest des Ozeans noch kein Rätsel ist. Und ob das Medium kaltes, dunkles Wasser oder das Vakuum des Universums ist, es gibt immer noch viele Orte, die unsere Technologie nicht kartiert hat. Viele Orte beherbergen möglicherweise neue Welten.

Dieser Artikel war eine Zusammenarbeit mit dem Medium-Autor und Ingenieur Brandon Weigel. Bitte lesen Sie seinen Artikel hier, in dem er einen detaillierten und faszinierenden Überblick über die Schwierigkeiten bei der Suche nach einem neuen Planeten gibt.