Ver achter de acht planeten van het zonnestelsel, achter Pluto en dwergplaneten, schuilt misschien een gigantische nieuwe wereld, die tot dusver de 'negende planeet' werd genoemd. Er is nauwelijks een andere ontdekking die sensationeler zou kunnen zijn dan de ontdekking van een andere planeet in een baan om onze ster. Deze planeet is de heilige graal voor astronomen geworden, omdat dergelijke ontdekkingen in het tijdperk van de mensheid niet zo vaak voorkwamen. Niemand weet precies waar deze spookachtige wereld zou kunnen zijn en of hij überhaupt bestaat. Maar in hun zoektocht naar een negende planeet hebben wetenschappers hun zoektocht in slechts een paar maanden tijd gehalveerd. De kroniek gaat verder.
In januari presenteerden astrofysici Konstantin Batygin en Michael Brown van het California Institute of Technology gegevens die wezen op een grote onontdekte planeet 9. Hun computermodellen suggereerden dat de zwaartekracht van zo'n wereld de vreemde, verkeerd uitgelijnde banen van verschillende lichamen in de Kuipergordel van ijsobjecten zou kunnen verklaren. Wetenschappers proberen de planeet nu te vinden met behulp van enkele van de grootste telescopen op aarde, zoals de Subaru-telescoop op Hawaï.
Het werk van Batygin en Brown verkleinde de mogelijke massa en baan van de planeet tot niveaus waar eerdere waarnemingen het misschien over het hoofd hadden gezien. Uit hun berekeningen bleek dat de planeet 5-20 keer zwaarder is dan de aarde - dit is een belangrijke indicator die de geschatte grootte van het gewenste object aangeeft. Ze suggereren ook dat de baan van de planeet 30 graden gekanteld is ten opzichte van het vlak van het zonnestelsel - een relatief dunne vlakke zone waarin de banen van acht grote planeten liggen. Bovendien bevindt de planeet zich nu, hoogstwaarschijnlijk, op het verste punt van de zon, op het noordelijk halfrond van de nachtelijke hemel, en is zijn baan 380-980 astronomische eenheden (AU) van de zon verwijderd. Een A. Dat wil zeggen, het is gelijk aan de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon.
Toch laten deze schattingen nog steeds een strook hemel over "1.500 vierkante graden groot", zegt astronoom Scott Sheppard van het Carnegie Institute of Science, die samen met astronoom Chadwick Trujillo in 2014 voor het eerst het bestaan van een negende planeet voorstelde. (Ter vergelijking: het zicht op de volle maan vanaf de aarde beslaat ongeveer 0,5 graden van de hemel.) Deze strip, beschreven door Sheppard, komt overeen met ongeveer 20 nachten Subaru-observaties. 'En als we dit jaar zeven nachten krijgen, zijn er drie jaar - de regenachtige nachten niet meegerekend', zegt Sheppard.
De strategie in deze race is momenteel dus om het zoekgebied te verkleinen door theoretische mogelijkheden te elimineren. In een nog niet gepubliceerde reeks van honderden nieuwe computermodellen met hoge resolutie, zegt Batygin, hebben hij en Brown de planeet 9 verkleind tot 600-800 vierkante graden hemel. Ze hebben eerst een zonnestelsel van 4 miljard jaar oud gemodelleerd, waarbij ze zich concentreerden op hoe de zwaartekracht van de grootste planeten in het systeem - Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en planeet negen - de banen van duizenden willekeurig verspreide objecten uit de Kuipergordel zou kunnen hebben gevormd.
"We zoeken naar alle effecten die planeet negen heeft op het zonnestelsel", zegt Brown.
In een poging om de waarschijnlijke baan van de negende planeet te verfijnen, vergeleken de onderzoekers hun resultaten met het huidige uiterlijk van de Kuipergordel. "Ons werk heeft een synthetisch zonnestelsel opgeleverd dat erg lijkt op het echte", zegt Batygin. "Mijn vertrouwen in het bestaan van de negende planeet is bijna maximaal, gezien hoe dicht onze resultaten liggen bij wat we werkelijk in het zonnestelsel zien."
Andere strategieën zijn onder meer het bestuderen van de eigen zwaartekrachtsinvloed van Planet Nine op andere lichamen. Astronomen Yuri Medvedev en Dmitry Vavilov van het Instituut voor Toegepaste Astronomie van de Russische Academie van Wetenschappen bestudeerden 768 kometen die voor het eerst het zonnestelsel binnenkwamen en merkten er vijf op die in het verleden dicht bij een nieuwe planeet konden passeren - zodat de zwaartekracht hun pad veranderde - eens in het verleden. Hun analyse toonde aan dat "de negende planeet er mogelijk voor gezorgd heeft dat deze kometen het zonnestelsel binnendringen", zei Vavilov. "We denken dat kometen de locatie van planeet negen kunnen verkleinen." Sheppard waarschuwt ons echter om kometen niet te gebruiken om naar de negende planeet te zoeken, omdat er behalve deze planeet nog veel andere krachten kunnen zijn die de banen van kometen beïnvloeden."
Promotie video:
Analyse van Pluto door astrofysici Matthew Holman en Matthew Payne van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics heeft geen overtuigende tekenen voor of tegen Planet Nine gevonden. Dit kan gedeeltelijk te wijten zijn aan de slechte kwaliteit van de gearchiveerde afbeeldingen van Pluto, waaruit moeilijk te begrijpen is of de baan van Pluto kan worden beïnvloed door de aanwezigheid of afwezigheid van een negende planeet, zegt Holman. Hij merkt echter op dat hoogwaardige gegevens over Saturnus afkomstig van het grondnetwerk van radiotelescopen die de positie van het Cassini-ruimtevaartuig volgen, veelbelovend zijn en consistent zijn met wat Batygin en Brown rapporteerden.
Het analyseren van de baanveranderingen van Mars zou ook kunnen helpen bij het vinden van een negende planeet, zegt Holman. Hoewel het veel minder impact op Mars zal hebben dan Saturnus - omdat Mars dichterbij en nauwer verwant is aan de zwaartekracht van de zon - zijn er veel banen tussen Mars en Saturnus en hebben ze de Rode Planeet langer geobserveerd, dus hun waarnemingen zullen gewoon nauwkeuriger zijn. Bovendien kun je met de Cassini-gegevens de afstand schatten met een nauwkeurigheid van tien meter, en de gegevens tussen de aarde en Mars zijn goed om de nauwkeurigheid tot op een meter te beoordelen.
Meer mogelijke informatie over de invloed van de negende planeet is te vinden in hoe lang het duurt voordat de buitenste lichamen van het zonnestelsel hun baan rond de zon hebben voltooid. De rotatie van de vier objecten in de Kuipergordel met de langst bekende banen wordt bijvoorbeeld het gemakkelijkst verklaard door de aanwezigheid van een negende planeet, zegt astronoom Renu Malhotra, hoofd van de afdeling theoretische astrofysica aan de Arizona State University in Tucson. Het werk van Malhotra en haar collega's suggereert ook twee mogelijke neigingen voor de baan van de negende planeet, een dichter bij het vlak van het zonnestelsel op 18 graden en een andere steiler bij 48 graden - deze informatie kan ook helpen het verkenningsgebied te verkleinen.
Toch beperken sommige onderzoeken mogelijke locaties zozeer dat ze het bestaan van een negende planeet helemaal uitsluiten. Hoewel eerder onderzoek heeft aangetoond dat planeet negen kan bestaan omdat sommige van de banen van objecten in de Kuipergordel samenkomen, kan een andere verklaring zijn dat we niet veel waarnemingen hebben van deze klasse objecten. Dit is de mening van astrofysici Corey Shankman van de Universiteit van Victoria en Samantha Lawler van de National Council for Resources of Canada.
Brown beweert dat hij en Batygin rekening hebben gehouden met de mogelijkheid van vertekening in de waarnemingen, en ook andere bewijzen toevoegt aan de realiteit van planeet negen. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat de invloed van deze mysterieuze wereld een oud mysterie zou kunnen oplossen over waarom het vlak van het zonnestelsel gekanteld is ten opzichte van de zon.
Tot dusverre komt alles overeen met het feit dat de banen van verre objecten in de Kuipergordel moeilijk te verklaren zijn door iets anders, zo niet door het bestaan van de negende planeet. Het aantal weefsels is waanzinnig, zegt Malhotra. "Het verbaast me dat de negende planeet nog niet is gevonden."
ILYA KHEL
