Astronomen hoffen auf neue Methode bei der Suche nach „Planet Nine“

Künstlerische Darstellung von Planet Neun (Illu.) Copyright: nagualdesign/Tom Ruen/ ESO (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0
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Künstlerische Darstellung von Planet Neun (Illu.) Copyright: nagualdesign/Tom Ruen/ ESO (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0

Künstlerische Darstellung von Planet Neun (Illu.)
Copyright: nagualdesign/Tom Ruen/ ESO (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0

New Haven (USA) – Obwohl das Verhalten zahlreicher Objekte im äußersten Sonnensystem auf die Existenz eines bislang noch unbekannten großen Planeten im Sonnensystem hindeutet, wurde dieser „neunte Planet“ bislang noch nicht direkt entdeckt und damit seine Existenz noch nicht bewiesen. Zwei US-Astronomen hoffen nun auf eine neue Methode, durch die der Planet in bereits vorhandenen Teleskopaufnahmen sichtbar gemacht werden könnte und haben diese bereits erfolgreich getestet.

Wie die Doktorandin Malena Rice und Professor Greg Laughlin von der Yale University auf der Jahrestagung der Abteilung für Planetenwissenschaften der „American Astronomical Society“ (AAS) und in einer kommenden Ausgabe des „Planetary Science Journal“ berichten werden, überprüfen sie derzeit, ob mit der sogenannten „Image Shifting and Stacking“-Methode, also einer „Verschiebe- und Stapeltechnik“ mehrerer Aufnahmen, der heiß gesuchte „Planet Nine“ gefunden werden kann.

Hierbei werden eine Vielzahl von Aufnahmen von Weltraumteleskopen derart entlang einer Auswahl an möglichen Umlaufbahnen des bislang nur hypothetisch existierenden Planeten verschoben und übereinandergestapelt, um so das darauf festgehaltene Licht zu kombinieren und selbst lichtschwächste Objekte und deren Bahn durch diese Kombination sichtbar zu machen. Die sogenannte Stacking-Methode ist auch aus der normalen Digitalfotografie bekannt, wenn mehrere Aufnahmen des gleichen Motivs übereinander gelegt und dadurch nicht nur unterschiedliche Fokuspunkte gesetzt, sondern auch eine extreme Bildschärfe errechnet werden kann. Kurz: Mehrere lichtschwache Punkte werden zu einem hellen Punkt kombiniert. Nun werde die Methode allerdings erstmals auf einen derart großen Maßstab und mit dem Weltraumteleskop „TESS“ auf Aufnahmen eines Teleskops angewandt, dass eigentlich nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems suchen soll.

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Tatsächlich wurde die Methode bereits zuvor erfolgreich angewandt, um Asteroiden und einige der Monde im Sonnensystem zu entdecken – warum also nicht auch den „neunten Planeten“? Aufgrund seiner gewaltigen Distanz zur Sonne wäre „P9“ tatsächlich extrem dunkel und deshalb auch so schwer zu finden.

Hintergrund: Planet Nine
Jenseits der Umlaufbahn des Neptun liegt der Kuiper-Gürtel, der aus kleinen Körpern aus der Zeit der Entstehung unseres Sonnensystems besteht. Neptun und die Riesenplaneten beeinflussen gravitativ die Objekte im Kuiper-Gürtel und darüber hinaus, die gemeinsam als Trans-Neptunian Objects, also als transneptunische Objekte (TNOs) bekannt sind, und die die Sonne auf nahezu kreisförmigen Bahnen umkreisen.

Bahndiagramme von 9 transneptunischen Objekten, deren Bahn von Planet Nine beeinflusst sein könnte.
Copyright: Tomruen (via WikimediaCommons) CC BY-SA 4.0

Allerdings haben Astronomen einige mysteriöse Ausreißer entdeckt. Seit 2003 wurden rund 30 TNOs auf stark elliptischen Umlaufbahnen entdeckt: Sie heben sich von den anderen TNOs dadurch ab, dass sie im Durchschnitt die gleiche räumliche Orientierung haben. Diese Art von Clustering lässt sich nicht durch die bislang bekannte Architektur des Sonnensystems mit den acht bekannten Planeten erklären und führte zu verschiedenen Hypothesen, laut derer die ungewöhnlichen Bahnen durch die Existenz eines noch unbekannten neunten Planeten beeinflusst werden könnten.

Obwohl erstmals der Astronom Scott C. Sheppard die Idee von einem weiteren großen Planeten im Sonnensystem beschrieb, wurde die Theorie erst durch die Ausführungen dazu von Mike Brown und Konstantin Batygin bekannt. Auf der Grundlage neuster Berechnungen gehen Brown und Batygin davon aus, dass Planet Nine eine Masse von rund fünf Erdenmassen und eine Umlaufbahhalbachse nur von 400 Astronomischen Einheiten (AE = Abstand Erde-Sonne) besitzt. (Zuvor waren  davon ausgegangen, dass P9 etwa 10 Erdenmassen auf die Wage bringen könnte und die Sonne 20 mal weiter als Neptun umkreise, was eine Halbachse von etwa 700 AE entsprechen würde. Damit wäre der Planet nicht nur kleiner und der Sonne deutlich näher, sondern auch gleichzeitig heller als lange Zeit gedacht (…GreWi berichtete).

Bei ersten Tests gelang es den Wissenschaftlern denn auch tatsächlich, Signale von drei bereits bekannten transneptunischen Objekten (TNOs), also Himmelskörpern, die die Sonne jenseits der Umlaufbahn von Neptun umkreisen, zu entdeckten. In einem nächsten Schritt führten Rice und Laughlin dann eine blinde Suche anhand zweier Sektoren im äußeren Sonnensystem durch, innerhalb derer sich „Planet Nine“ oder andere TNOs befinden könnten – und entdeckten dabei 17 Kandidaten für bislang unbekannte Objekte.

“Wenn auch nur eines dieser Kandidatenobjekte real ist, würde es uns helfen, die Dynamik des äußeren Sonnensystems und die vermutlichen Eigenschaften von Planet Neun besser zu verstehen”, zeigt sich Rice von den ersten Entdeckungen fasziniert.

Derzeit arbeiten die Astronomin und ihr Kollege daran, die 17 derart entdeckten TNO-Kandidaten anhand weiterer Aufnahmen von erdgestützten Teleskopen zu bestätigen und auf ihre Eigenschaften zu untersuchen. Weitere Durchmusterungen von Aufnahmen anderer Himmelsregionen sollen ebenfalls folgen.




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Quelle: Yale University

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