Sinds de mogelijkheid zich voordeed dat een grote negende planeet ergens voorbij Neptunus in een baan om de zon zou draaien, zijn astronomen er druk naar op zoek. Een van de teams bestudeert vier nieuwe bewegende objecten die door leden van het publiek zijn gevonden om te zien of dit nieuwe potentiële ontdekkingen van het zonnestelsel kunnen zijn. Het meest interessante is dat deze wetenschappers iets hebben gevonden dat het hele vooruitzicht van een negende planeet in twijfel zou kunnen trekken.
Een van deze vondsten was de ontdekking van een kleine planeet in het buitenste zonnestelsel: 2013 SY99. Deze kleine ijzige wereld heeft zo'n verre baan dat het 20.000 jaar duurt voor één lange, lusvormige doorgang. We hebben SY99 gedetecteerd met de Canada-Frankrijk-Hawaï-telescoop als onderdeel van ons onderzoek naar de oorsprong van het buitenste zonnestelsel. De lange afstand tot SY99 betekent dat deze kleine planeet heel langzaam langs de hemel beweegt. Onze metingen toonden aan dat de baan van het lichaam een zeer langwerpige ellips is met de dichtstbijzijnde benadering van de zon in 50 astronomische eenheden (1 AU is de afstand van de aarde tot de zon).
De nieuwe kleine planeet zigzagt zelfs verder dan eerder ontdekte dwergplaneten zoals Sedna en 2013 VP113. De lange as van zijn orbitale ellips is 730 astronomische eenheden. Onze waarnemingen met andere telescopen hebben aangetoond dat SY99 een kleine, roodachtige wereld is met een diameter van ongeveer 250 kilometer.
SY99 is een van de zeven bekende kleine werelden die in een baan om grote afstanden voorbij Neptunus cirkelen. Hoe deze "extreme trans-Neptuniaanse objecten" zich in hun banen bevinden, is volkomen onbegrijpelijk: hun verre paden zijn geïsoleerd in de ruimte. De dichtstbijzijnde benadering van de zon is zo ver voorbij Neptunus dat ze worden beschouwd als 'gescheiden' van de krachtige zwaartekrachtinvloed van de reuzenplaneten van ons zonnestelsel. Maar op hun verste punten zijn ze nog steeds te dichtbij om voortgestuwd te worden door de langzame stromen van de melkweg zelf.
Er is gesuggereerd dat extreme trans-Neptuniaanse objecten in de ruimte gegroepeerd kunnen worden door de zwaartekrachtsinvloed van de "negende planeet", die veel verder draait dan Neptunus. De zwaartekracht van deze planeet zou de planeten naar buiten kunnen trekken en hun banen kunnen scheiden, waarbij ze constant hun hellingshoek veranderen. Maar het bestaan van deze planeet is verre van bewezen.
In feite is zijn bestaan gebaseerd op de banen van slechts zes objecten, die erg zwak zijn en zelfs met grote telescopen moeilijk te vinden. Het is alsof je diep in de oceaan kijkt naar een specifieke vis. Vissen nabij het oppervlak zullen duidelijk zichtbaar zijn. Maar al op een meter diepte wordt alles vaag en onduidelijk. Ergens op de bodem worden de vissen volledig onzichtbaar. Maar de aanwezigheid van vissen aan de oppervlakte maakt het moeilijk om vissen op de bodem te zien en verraadt de aanwezigheid van de laatste niet.
Hieruit volgt dat de ontdekking van SY99 het bestaan van de "negende planeet" niet kan bewijzen of weerleggen. Maar computermodellen laten zien dat Planeet Negen een onvriendelijke buur zal zijn voor kleine werelden als SY99: de invloed van de zwaartekracht zou de baan van zo'n planeet enorm veranderen - door hem volledig uit het zonnestelsel te werpen of in een baan te duwen die zo gekanteld en ver weg is dat we hem niet zouden zien … SY99 is misschien wel een van de vele kleine werelden die voortdurend door deze planeet worden opgezogen.
Promotie video:
Alternatieve verklaring
Het blijkt dat er ook andere verklaringen zijn. Wetenschappers hebben een studie ingediend voor publicatie in het Astronomical Journal waarin ze zo'n idee uit de gewone fysica als diffusie hebben gehaald. Dit fenomeen komt veel voor in de gewone wereld. Diffusie verklaart in wezen de willekeurige beweging van een stof van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie - zoals bijvoorbeeld de geur van parfum die over een kamer wordt gemorst.
Ze toonden aan dat een bepaalde vorm van diffusie ervoor kan zorgen dat de banen van kleine planeten veranderen van een ellips van 730 AU. Dat wil zeggen langs de lange as naar een ellips van 2000 AU. Dat wil zeggen, langs de lange as of meer - en vice versa. Tijdens het proces verandert de grootte van elke baan willekeurig. Wanneer SY99 elke 20.000 jaar zijn kortste afstand nadert, bevindt Neptunus zich vaak in een ander deel van zijn baan aan de andere kant van het zonnestelsel. Maar wanneer SY99 en Neptune dichtbij komen, zal de zwaartekracht van Neptunus SY99 zachtjes duwen, waardoor de snelheid enigszins verandert. Als SY99 zich van de zon verwijdert, zal de vorm van zijn volgende baan anders zijn.
De lange as van de SY99-ellips zal veranderen, groter of kleiner worden in een "willekeurige wandeling", zoals natuurkundigen het noemen. De baanverandering vindt plaats op werkelijk astronomische tijdschalen. Het verdwijnt in de ruimte gedurende tientallen miljoenen jaren. De lange as van de SY99-ellips zou in de hele geschiedenis van het zonnestelsel van 4,5 miljard jaar met honderden astronomische eenheden kunnen zijn veranderd.
Verschillende andere extreme trans-Neptuniaanse objecten met kleinere banen vertonen ook diffusie, maar op kleinere schaal. De ene wordt gevolgd door de andere. Het is zeer waarschijnlijk dat geleidelijke diffusie-effecten werken op tientallen miljoenen kleine werelden die in een baan rond de rand van de Oortwolk (bollen van ijzige objecten aan de rand van het zonnestelsel) cirkelen. Deze zachte impact zorgt er langzaam voor dat sommigen van hen per ongeluk hun banen dichter naar ons toe verschuiven, waar we ze zien als extreme trans-Neptuniaanse objecten.
Toch kan diffusie de verre baan van Sedna niet verklaren, waarvan het dichtstbijzijnde punt te ver van Neptunus ligt om de vorm van zijn baan te beïnvloeden. Misschien heeft Sedna haar baan lang geleden gekregen van een passerende ster. Maar diffusie zou extreme trans-Neptuniaanse objecten uit de binnenste Oortwolk kunnen halen - zonder dat daarvoor een negende planeet nodig is. Om dat zeker te weten, zullen we moeten proberen om meer ontdekkingen te doen in dit verre gebied van de dichtstbijzijnde ruimte bij ons. Onze grootste telescopen helpen ons daarbij.
ILYA KHEL
