Neue und korrigierte Hinweise auf Planet Nine

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Die Planeten unseres Sonnensystems mitsamt dem noch immer hypothetischen „Planet Nine“ (Illu.). Copyright: James Tuttle Keane/Caltech

Die Planeten unseres Sonnensystems mitsamt dem noch immer hypothetischen „Planet Nine“ (Illu.).
Copyright: James Tuttle Keane/Caltech

Pasadena (USA) – Drei Jahre, nachdem die Astronomen Mike Brown und Konstantin Batygin erstmals ihre Theorie von der Existenz eines weiteren, damit neunten großen Planeten im äußersten Sonnensystem veröffentlicht hatten, haben die beiden Astronomen vom Caltech neue Belege für die Existenz des noch unentdeckten neunten Planeten – Planet Nine – veröffentlicht. Darin korrigieren Sie zugleich ihre bisherigen Berechnungen zu Masse und Abstand des Planeten zur Sonne.

Zum einen beschrieb das Duo von California Institute of Technology bereits in der Ausgabe des „Astronomical Journal“ von 22. Januar 2019 (DOI: 10.3847/1538-3881/aaf051) das sogenannte „orbital Clustering“, also die Beeinflussung der Bahneigenschaften gleich einer ganzen Gruppe transneptunischer Objekte (große eisige Körper jenseits der Neptunbahn) durch eine bislang noch unbekannte Schwerkraft im äußeren Sonnensystem und damit eine Erweiterung der Grundlage Ihrer Theorie für die Existenz von Planet Neun.

Darin gehen Batygin und Brown auch auf unterschiedliche Kritik an ihrer P9-Theorie ein, die ein solches Clustering selbst grundsätzlich in Frage stellt und stattdessen vermutet, dass die bislang beobachteten Übereinstimmungen der Bahnabweichungen in Wirklichkeit Beobachtungsartefakte oder eine Voreingenommenheit der Autoren aufgrund ihrer eigenen Theorie sein könnten – kurz: Wer bereits eine Theorie hat, der muss in einer derart großen Menge nur lange genug suchen, um Objekte mit übereinstimmenden Abweichungen – unabhängig von deren Ursache – zu finden.

Diese Illustration zeigt die Umlaufbahnen ferner Objekte im Kuiper-Gürtel und die von Planet Nine. Lilafarbene Umlaufbahnen stellen jene Objekte dar, deren Orbit von der Gravitation des vermuteten Planeten beeinflusst und im sog. Clustering gemeinsam abgelenkt werden. Die grünen Bahnen zeigen hingegen Objekte, die dem Gravitationseinfluss des Planeten Neptun unterliegen und eine deutlich weitere Verteilung aufweisen (Illu.). Copyright: James Tuttle Keane/Caltech

Diese Illustration zeigt die Umlaufbahnen ferner Objekte im Kuiper-Gürtel und die von Planet Nine. Lilafarbene Umlaufbahnen stellen jene Objekte dar, deren Orbit von der Gravitation des vermuteten Planeten beeinflusst und im sog. Clustering gemeinsam abgelenkt werden. Die grünen Bahnen zeigen hingegen Objekte, die dem Gravitationseinfluss des Planeten Neptun unterliegen und eine deutlich weitere Verteilung aufweisen (Illu.).
Copyright: James Tuttle Keane/Caltech

Um dieser Kritik zu begegnen und sich selbst tatsächlich entsprechend zu überprüfen, haben Brown und Batygin eine Methode entwickelt, um die Wahrscheinlichkeiten dafür zu berechnen, ob das posutlierte Clustering sozusagen unecht sein könnte. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass dieser Vorwurf zutreffen könnte, liegt laut dem Fachartikel bei 1:500.

Hierzu bemerken Brown und Batygin: „Diese Analyse sagt zwar nichts direkt darüber aus, ob es Planet Nine tatsächlich gibt oder nicht. Sie zeigt aber, dass unsere Theorie zumindest auf einer soliden Grundlage fußt.“

Im zweiten Fachartikel, der vorab via ArXiv.org veröffentlicht wurde und in der kommenden Ausgabe des Fachjournals „Physics Reports“ (DOI: 10.1016/j.physrep.2019.01.009) erscheint, präsentieren die beiden Astronomen die Ergebnisse von Tausenden neuer Computermodellberechnungen über die dynamische Entwicklung des äußeren Sonnensystems, anhand derer sich auch Rückschlüsse auf die Natur des noch immer hypothetischen Planeten ziehen lassen. Zu diesen gehört nun auch eine Erkenntnis, dass der Planet selbst wahrscheinlich kleiner und der Sonne näher sein könnte als bislang angenommen.

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Gemeinsam mit ihren Kollegen Fred Adams und Juliette Becker von der University of Michigan gehen Brown und Batygin nun davon aus, dass Planet Nine eine Masse von nur noch rund fünf Erdenmassen und eine Umlaufbahhalbachse nur von 400 Astronomischen Einheiten (AE = Abstand Erde-Sonne) besitzt. Bislang waren Brown und Batygin davon ausgegangen, dass P) 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 bislang gedacht:

„Mit fünf Erdenmassen würde es sich bei Planet Nine sehr wahrscheinlich um einen Planeten handeln, der den bislang nur aus extrasolaren Planetensystemen bekannten sog. Super-Erden entspricht“, erläutert Batygin. Bei Super-Erden handelt es sich um Planeten mit einer Masse zwischen der unserer Erde und jener von Gasplaneten. „Das wäre dann das lange Zeit gesuchte und in unserem Sonnensystem bis heute fehlende Bindeglied zwischen den Planetenklassen, wie sie in nahezu allen anderen bislang bekannten Mehrfachsystemen um ferne sonnenähnliche Sterne zu finden sind“, so die Autoren.

Auch wenn Brown und Batygin schon seit ihren ersten Präsentationen ihrer Theorie von Planet Nine erklärt haben, dass sie durchaus auch die Möglichkeit in Betracht ziehen, dass der Planet auch nicht existiert, so unterstreichen sie zugleich auch mit ihren beiden aktuellen Studien, dass „mit jeder neuen Analyse der Dynamik der Körper im äußeren Sonnensystem die Beweislage für die Existenz eines neunten Planeten steige“.

„Das Beste an unserer Hypothese ist, dass sie anhand von Beobachtungen überprüft werden kann“, so Batygin abschließend. „Die Aussicht, dass wir eines Tages Planet Nine tatsächlich sehen werden, ist absolut faszinierend. Auch wenn die Entdeckung von Planet Nine eine astronomische Herausforderung ist, so sind wir doch sehr optimistisch, dass wir ihn innerhalb der kommenden zehn Jahre finden werden.“

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