Planet Neun

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Dieser Artikel befasst sich mit dem hypothetischen planetenartigen Himmelskörper. Zu anderen Bedeutungen siehe Neunter Planet.
Phantasiedarstellung von Planet Neun, welche seine wahrscheinliche Entfernung verdeutlicht. (Siehe beschriftete Version.)

Planet Neun[1] (englisch Planet Nine) ist der vorläufige Name eines hypothetischen planetenartigen Himmelskörpers, der im äußeren Sonnensystem weit außerhalb der Umlaufbahn des Planeten Neptun vermutet wird.[2]

Der Planet wurde bisher nicht direkt beobachtet. Vielmehr wird er postuliert, um eine statistische Auffälligkeit bezüglich der Bahnelemente einer kleinen Gruppe von transneptunischen Objekten zu erklären. Am auffälligsten sind die Bahnen mit großen Halbachsen von über 250 Astronomischen Einheiten (AE). Anfang 2016 waren sechs solche Objekte bekannt, der Zwergplaneten-Kandidat (90377) Sedna, 2012 VP113, RF98 2004, 2004 VN112, 2007 TG422 und 2010 GB174. Diese Gruppe wird nach Sedna als Sednoiden bezeichnet. Sie alle haben Umlaufbahnen, deren Apsidenlinien (Verbindungslinien zwischen sonnennächstem und sonnenfernstem Punkt) in ähnliche Richtungen zeigen, sowie Inklinationen (Bahnneigung gegen die Ekliptikebene) zwischen +11 und +30 Grad.[3][4] Ohne den postulierten Planeten würden Jupiter und Saturn eine breite Verteilung der Apsidenlinien sowie der Inklinationen bewirken.

Für ältere vermeintliche Hinweise auf unentdeckte Planeten unserer Sonne, die nichts mit der Statistik der transneptunischen Objekte zu tun haben, siehe Transpluto und Nizza-Modell.

Bisherige Theorien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bahnelemente der elliptischen Umlaufbahn eines Himmelskörpers um einen Zentralkörper

Gomes et al.[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine Anzahl von Objekten, von Brown distant detached objects genannt, wurde schon ab 2006 von einer Gruppe um Rodney Gomes untersucht, was zur Vermutung eines weiteren großen Objekts planetarer Masse führte.[5][6][7] Seit etwa 2012 wurde von Gomes konkret ein großer Planet vermutet, der die Umlaufbahnen mindestens sechs dieser transneptunischen Objekte beeinflusse.[6][8][9][10] Er schlug einen etwa marsgroßen oder etwas weiter außerhalb liegenden neptungroßen Planeten als Ursache vor.[11]

Trujillo/Sheppard[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Analyse der Bahndaten von 2012 VP113 veranlassten auch Chad Trujillo und Scott S. Sheppard im Jahr 2014 dazu, einen weiteren Planeten, der größer als die Erde sein sollte, in einer weit entfernten Umlaufbahn zu postulieren.[12]

Marcos et al.[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im selben Jahr bestätigten Astronomen der Universität Complutense Madrid, dass die Erklärung der vorliegenden Umlaufbahnen durch Koinzidenz unwahrscheinlich ist und auch nicht durch einen Streetlight Effect erklärt werden kann, sondern ein echtes Merkmal dieser Population ist, die ihren möglichen Ursprung im Rahmen des Kozai-Effektes hat und darauf hindeutet, dass zumindest zwei weitere transneptunische Planeten existieren.[13]

Jacques Laskar et al.[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Jacques Laskar und weitere Mitarbeiter des Pariser Observatoriums kamen durch Auswertung der Daten der „Cassini“-Raumsonde, die bis zum April 2014 gesammelt wurden, zu dem Ergebnis, dass ein neunter Planet existieren könnte. Durch mathematische Modelle schlossen sie dabei Gebiete für eine weitere Suche aus und verkleinerten das Suchgebiet damit um 50 %. Sie bemühten sich um den Weiterbetrieb der Raumsonde bis 2020, da sie sich dadurch weitere Informationen erhofften, da die Sonde kontinuierlich relevante Daten lieferte.[14][15]

Die Theorie nach Batygin und Brown[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Konstantin Batygin und Michael E. Brown, Astronomen des California Institute of Technology (Caltech), überprüften diese Daten und verkündeten am 19. Januar 2016,[16][2] dass sie mit mathematischen Modellierungen und Computersimulationen eines solchen Planeten die Besonderheiten der Umlaufbahnen erklären könnten, und haben mögliche Bahnelemente des Planeten sowie seine Masse eingegrenzt. Die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Konstellation liegt nach einer statistischen Analyse von Batygin und Brown bei lediglich 0,007 %. Seither wurden weitere Objekte wie z. B. 2014 SR349 gefunden, die diese Theorie unterstützen.[17] Die Entdecker des Objektes 2013 SY99 sehen in dessen Bahndaten jedoch keine Unterstützung der Theorie.[18][19]

Bahnparameter extremer transneptunischer Objekte mit Perihelien größer 30 AU und Halbachsen größer 250 AU (Sednoiden)[20]
Objekt Umlauf­zeit
T (Jahre)
Halb­achse
a (AU)
Perihel
q (AU)
Aphel
Q (AU)
Exzen­trizität
e
Argument
der Periapsis

ω (°)
Inkli­nation
i (°)
Länge des
aufst. Knotens

Ω (°)
Perihel­länge
ϖ=ω+Ω (°)
(90377) Sedna 11.161 499,43 76,04 922,82 0,85 311,5 11,9 144,5 96,0
(474640) 2004 VN112 5.663 317,71 47,32 587,98 0,85 327,1 25,6 66,0 33,2
2007 TG422 10.630 483,47 35,57 931,36 0,93 285,7 18,6 112,9 38,6
2010 GB174 7.109 369,73 48,76 690,71 0,87 347,8 21,5 130,6 118,3
2012 VP113 4.111 256,64 80,49 432,78 0,69 293,8 24,1 90,8 24,4
2013 FT28 5.460 310,07 43,60 576,55 0,86 40,2 17,3 217,8 258,0
2013 RF98 5.862 348,62 36,09 661,15 0,90 311,8 29,6 67,6 24,1
2013 SY99 17.691 678,96 49,91 1308,91 0,93 32,4 4,2 29,5 61,9
2014 FE72 100.051 2155,17 36,31 4274,03 0,98 134,4 20,6 336,8 111,2
2014 SR349 4.913 289,00 47,57 530,42 0,84 341,3 18,0 34,8 16,1

Theoretische Masse, Durchmesser, Helligkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Suche nach Planet Neun geht man von einem Planeten mit Masse und Durchmesser ähnlich denen der blauen Eisriesen Uranus und Neptun aus.

Brown geht davon aus, dass es sich bei dem Planeten um einen Eisriesen mit etwa 10 M (Erdmassen) und dem Zwei- bis Vierfachen des Erdradius R handelt, der innerhalb der nächsten fünf Jahre entdeckt werde.[21] Bei dieser Masse und einem ähnlichen inneren Aufbau wie für Uranus und Neptun angenommen könne er mit einem Durchmesser von etwa 3,7 Erddurchmessern (46.600 km) etwas kleiner als Neptun sein, eine Oberflächentemperatur von 47 K (−226 °C) haben und sein Strahlungsmaximum im fernen Infrarot bei 62 µm haben.[22][23]

Theoretische Umlaufbahn[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bahnen von sechs transneptunischen Objekten um die Sonne, ergänzt um die hypothetische Bahn von Planet Neun

Auf Grundlage des Modells von Batygin und Brown muss die Umlaufbahn des vermuteten Planeten vollständig außerhalb der Bahn des Neptun liegen, dem derzeit äußersten nachgewiesenen Planeten im Sonnensystem. Aus Gründen, die in der Dynamik des Sonnensystems liegen, ist eine große Halbachse der Umlaufbahn zwischen 400 und 1500 AE möglich, bei einer Bahnexzentrizität von 0,5 bis etwa 0,8. Es wird angenommen, dass ein Planet in diesem Entfernungsbereich zur Sonne nicht entstanden sein kann, sondern erst nach seiner Entstehung durch Bahnstörung oder (mit geringerer Wahrscheinlichkeit) als Einfang eines außerhalb des Sonnensystems entstandenen Planemos in eine solche Umlaufbahn gelangt sein kann.[24]

Die besten Ergebnisse hatten dabei Modellparameter mit einer großen Halbachse von 700 AE (etwa 4 Lichttage). Dabei ist die mittlere Entfernung zur Sonne etwa 20-mal so groß wie beim Neptun. Weiterhin geben sie für ihre Rechnung als Modellparameter eine Bahnexzentrizität von e = 0,6 bei einer Bahnneigung von i = 30° gegenüber der Bahnebene der anderen großen Planeten und einem Argument der Periapsis von ω = 150° an.[2] Nach dem 3. Keplerschen Gesetz folgt, dass der hypothetische Planet eine Umlaufzeit in der Größenordnung von 20.000 Jahren besäße.

Die Umlaufbahn eines solchen Planeten könne in der Frühzeit des Sonnensystems näher an der Sonne gelegen haben als heute und erst später durch die Gravitationswirkung der anderen großen Planeten vergrößert worden sein.[25]

Entdeckbarkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Laut Brown liegt die Wahrscheinlichkeit, dass der Planet existiert, bei über 90 %, und seine scheinbare Helligkeit könne groß genug sein, um den Körper mit den derzeit (Januar 2016) empfindlichsten Teleskopen entdecken zu können. Das Subaru-Teleskop auf Hawaii hat die Suche nach Planet Neun bereits aufgenommen. Andere Astronomen schließen ein Auffinden selbst mit neuesten Weltraumteleskopen nahezu aus. Ein Himmelskörper sei in dieser Entfernung sehr lichtschwach, da er extrem wenig Sonnenlicht reflektiere. Außerdem könnten Batygin/Brown keine genaue Position am Himmel angeben, an der man nach dem vermuteten Planeten suchen könnte.[26] Da im Catalina Sky Survey mit Pan-STARRS und dem Wide-Field Infrared Survey Explorer kein Planet entdeckt wurde, müsse Planet Neun sich gerade im sonnenferneren Teil seiner Umlaufbahn befinden und womöglich vor dem Band der Milchstraße.[27]

Bei einer Oberflächentemperatur von 40 K, einer Entfernung von 700 AE und Neptungröße wäre Millimeterwellen-Strahlung mit einer Flussdichte von etwa 30 mJy zu erwarten, mit der sich so ein Objekt im Rahmen von Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung identifizieren ließe.[28]

Planetenstatus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die vorläufige Bezeichnung „Planet Neun“ hat er, weil von den (ab den 1930ern) neun Planeten der zuletzt entdeckte Pluto 2006 in die Gruppe der Zwergplaneten gestellt wurde, da noch mehr Objekte seiner Größe und Bahncharakteristik entdeckt worden waren. Daher gibt es nach Usance der wissenschaftlichen Astronomie also nur noch acht Planeten im Sonnensystem. Planet Neun könnte aber die derzeit gültigen Kriterien für einen regulären Planeten erfüllen: Insbesondere der Nachweis, dass er − wie es die Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU) fordert – seine Umlaufbahn von Kleinkörpern bereinigt hat, würde jedoch über die Bestätigung seiner Existenz hinaus weiteren Aufwand bedeuten. Er könnte auch eine neue Klasse von Sonnensystemkörpern darstellen oder eine weitere Anpassung der aktuellen Planeten-Kriterien notwendig werden lassen.[29] Brown selbst, der an der Umklassifizierung des Pluto maßgeblich beteiligt war, stellte kurz nach der Veröffentlichung fest, dass er den Planeten für regulär hält:

“Planet Nine is forcing any objects that cross its orbit to push into these misaligned positions. It fits that concept perfectly.”

„Planet Neun zwingt alle Objekte, die seine Umlaufbahn kreuzen, in diese verschobenen Positionen. Er passt perfekt in dieses Konzept.“[16]

Namensgebung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Sollte die Existenz des Planeten Neun bestätigt werden, wird für die Benennung des Planeten die IAU zuständig sein.[30] Batygin und Brown spekulieren, dass der Planet entsprechend den bisher bekannten nach einer römischen Gottheit benannt werden wird.[31]

Weitergehende Spekulationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Juli 2016 wiesen sowohl Elizabeth Bailey, Konstantin Batygin und Michael E. Brown als auch Rodney Gomes, Rogerio Deienno und Alessandro Morbidelli darauf hin, dass die Existenz des postulierten Planeten mit seiner angenommenen hohen Inklination für das „Kippen“ der Ekliptik um 7,2° bzw. der invariablen Ebene des Sonnensystems um 5,9° zur Äquatorebene der Sonne verantwortlich sein könnte. Dazu müsste das Perihel von Planet Neun um 250 AU liegen.[32][33] Neben der Neigung der Umlaufbahn muss der Planet aber auch über eine entsprechende Masse verfügen, damit er das gesamte Sonnensystem so beeinflusst, erklärten Wissenschaftler des California Institute of Technology im Oktober 2016.[34]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Planet Neun – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Alexandra Witze: Hinweise auf den neunten Planeten mehren sich. In: spektrum.de. Spektrum der Wissenschaft, 21. Januar 2016, abgerufen am 21. Januar 2016: „Sie nennen ihn Planet Neun.“
  2. a b c d e Konstantin Batygin, Michael E. Brown: Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System. In: The Astronomical Journal. Band 151, Nr. 2, 2016, S. 22–34, doi:10.3847/0004-6256/151/2/22, arxiv:1601.05438
  3. Sedna. In: small body database. Jet Propulsion Laboratory, abgerufen am 25. Januar 2016.
  4. (2013 RF98). In: small body database. Jet Propulsion Laboratory, abgerufen am 25. Januar 2016.
  5. Rodney S. Gomes, John J. Matese, Jack J. Lissauer: A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects. In: Icarus. Band 184, Nummer 2, Oktober 2006, S. 589–601, doi:10.1016/j.icarus.2006.05.026.
  6. a b Rodney S. Gomes, J. S. Soares: Signatures Of A Putative Planetary Mass Solar Companion On The Orbital Distribution Of Tno’s And Centaurs. In: American Astronomical Society, DDA meeting #43, id.5.01., 2012 bibcode:2012DDA....43.0501G.
  7. Rodney S. Gomes, Jean S. Soares, Ramon Brasser: The observation of large semi-major axis Centaurs: Testing for the signature of a planetary-mass solar companion. In: Icarus. 258, 15. September 2015, S. 37–49, doi:10.1016/j.icarus.2015.06.020.
  8. Florian Freistetter: Einige Informationen zur Entdeckung des „neuen“ Planeten in unserem Sonnensystem. In: scienceblogs.de. ScienceBlogs, 21. Januar 2016, abgerufen am 21. Januar 2016.
  9. New planet found in our Solar System? Auf: News.NationalGeographic.com. 12. Mai 2012, abgerufen am 25. Januar 2016.
  10. Vergl. hierzu Lit. Batygin, Brown in: The Astronomical Journal. 2016, S. 10, Sp. 2.
  11. Planet Nine is bigger. Bei: BlobTheScientist.blogspot.co.at. 23. Januar 2016, abgerufen am 23. Januar 2015.
  12. Chadwick A. Trujillo, Scott S. Sheppard: A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units. In: Nature. 507, 2014, S. 471–474, doi:10.1038/nature13156.
  13. C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos: Extreme trans-Neptunian objects and the Kozai mechanism: signalling the presence of trans-Plutonian planets. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 443, 2014, S. L59, doi:10.1093/mnrasl/slu084, arxiv:1406.0715.
  14. Search narrows for Planet Nine along sprawling orbit of thousands of years auf: The Guardian, 24. Februar 2016, abgerufen am 24. Februar 2016
  15. A. Fienga, J. Laskar, H. Manche & M. Gastineau: Constraints on the location of a possible 9th planet derived from the Cassini data. Astronomy & Astrophysics, 587 (2016), L8 doi:10.1051/0004-6361/201628227,arxiv:1602.06116
  16. a b Joel Achenbach, Rachel Feltman: New evidence suggests a ninth planet lurking at the edge of the solar system. In: washingtonpost.com. The Washington Post, 20. Januar 2016, abgerufen am 21. Januar 2016.
  17. Mike Wall: The Search for Planet Nine: New Finds Boost Case for Distant World. Space.com Webseite, 29. August 2016, abgerufen am 11.September 2016.
  18. Michele T. Bannister: Our discovery of a minor planet beyond Neptune shows there might not be a ‘Planet Nine’ after all. theconservation.com, 18. April 2017, abgerufen am 10. Mai 2017.
  19. Michele T. Bannister et al.: OSSOS: V. Diffusion in the orbit of a high-perihelion distant Solar System object. 6. April 2017, arxiv:1704.01952v1.
  20. Webseite des Minor Planet Center(MPC), Liste von Objekten mit q>30 und a>250. Internationale Astronomische Union (IAU)..
  21. Ian Sample: Evidence suggests huge ninth planet exists past Pluto at solar system’s edge. In: TheGuardian.com. The Guardian, 20. Januar 2016, abgerufen am 20. Januar 2016.
  22. Esther F. Linder, Christoph Mordasini: Evolution and magnitudes of candidate Planet Nine. (PDF) In: Astronomy & Astrophysics. April 2016. arxiv:1602.07465. doi:10.1051/0004-6361/201628350.
  23. Sonnensystem: Wie könnte Planet 9 aussehen? scinexx.de, 8. April 2016, abgerufen am 8. April 2016.
  24. Rätsel um die Bahn von Planet 9. scinexx.de, 6. Mai 2016, abgerufen am 6. Mai 2016.
  25. David Nesvorný: Young Solar System’s Fifth Giant Planet? In: The Astrophysical Journal. Letters. Band 742, Nummer 2, 1. Dezember 2011, S. L22, doi:10.1088/2041-8205/742/2/L22 (Volltext als PDF-Datei).
  26. Torsten Harmsen: Dunkler Riese fern der Sonne. In: Berliner Zeitung. 22. Januar 2016, S. 25, Online-Fassung hier.
  27. Mike Brown: The search for Planet Nine. Where is Planet Nine? (Memento vom 30. Januar 2016 im Internet Archive), Januar 2016 auf www.findplanetnine.com
  28. Nicolas B. Cowan, Gil Holder, Nathan A. Kaib: Cosmologists in search of Planet Nine: The case for CMB experiments. In: The Astrophysical Journal Letters (vol. 822, no. 1). 22. April 2016, abgerufen am 28. April 2016. doi:10.3847/2041-8205/822/1/L2
  29. Vergl. hierzu Robert Walker: Why This New “Planet X” Is No Threat To Earth :). In: About Science 2.0. 21. Januar 2016, insbesondere Abschnitt If it exists, is it a planet according to the IAU definition? Abgerufen am 23. Januar 2015.
  30. Planet Nine: How to become a planet. Auf: bbc.co.uk. – Newsbeat, 21. Januar 2016.
  31. Ross Andersen: Planet Nine May Help Us Slingshot Our Way to Interstellar Space. In: TheAtlantic.com. The Atlantic, 21. Januar 2016, abgerufen am 21. Januar 2016 (englisch).
  32. Solar Obliquity Induced by Planet Nine. arxiv:1607.03963v2.
  33. The inclination of the planetary system relative to the solar equator may be explained by the presence of Planet 9. arxiv:1607.05111.
  34. lan Yuhas: A possible ninth planet may be the reason for a tilt in our solar system. In: TheGuardian.com. 19. Oktober 2016, abgerufen am 20. Oktober 2016.