Op 20 januari 2016 kondigden wetenschappers Konstantin Batygin en Michael Brown van het California Institute of Technology aan dat ze bewijs hadden gevonden van een enorme planeet aan de rand van het zonnestelsel. Op basis van wiskundige en computersimulaties voorspelden ze dat de planeet superaarde zou moeten zijn, twee tot vier keer zo groot als de aarde en tien keer zo zwaar. Ze berekenden ook dat, gezien de afstand van de planeet en zijn extreem langgerekte baan, de planeet in 10.000-20.000 jaar om de zon draait.
Sindsdien hebben veel wetenschappers gereageerd met hun eigen onderzoek naar het mogelijke bestaan van deze mysterieuze "negende planeet", zoals deze tijdelijk werd genoemd. Een van de meest recente onderzoeken is uitgevoerd aan de Universiteit van Arizona. Wetenschappers hebben aangetoond dat de extreme excentriciteiten van verre objecten in de Kuipergordel erop kunnen wijzen dat ze in het verleden een enorme planeet hebben doorkruist.
Het was toen al bekend dat er verschillende objecten in de Kuipergordel zijn, waarvan de dynamiek anders is dan die van andere. Hoewel de meeste van hen onderhevig zijn aan de zwaartekracht van de gasreuzen in hun huidige baan (zoals Neptunus), hebben sommige leden van de verspreide schijf van de populatie in de Kuipergordel ongewoon korte banen.
Toen Batygin en Brown voor het eerst hun vondst in januari bekendmaakten, merkten ze op dat deze objecten sterk gegroepeerd waren in relatie tot de posities van hun perihelions en baanvlakken. Bovendien lieten hun berekeningen zien dat de kans dat een dergelijke constructie per ongeluk tot stand komt extreem klein is (de kans werd geschat op 0,007%).
In plaats daarvan suggereerden ze dat een verre excentrische planeet verantwoordelijk was voor het bepalen van de banen van deze objecten. Hiervoor moet de planeet tien keer massiever zijn dan de aarde, en moet zijn baan in hetzelfde vlak liggen (maar met een perihelium dat 180 graden is afgebogen van het perihelium van objecten).
Zo'n planeet biedt niet alleen een verklaring voor de aanwezigheid van Sedna-achtige objecten met een hoog perihelium, dat wil zeggen planetoïden met extreem excentrische banen rond de zon. Het helpt ook te verklaren waar verre en sterk afgebogen objecten van het buitenste zonnestelsel vandaan komen, aangezien hun oorsprong tot op de dag van vandaag onduidelijk blijft.
Wetenschappers van de Universiteit van Arizona - onder wie de professoren Renu Malhotra, Dr. Katrin Volk en Jiang Wong - keken in hun werk vanuit een ander perspectief. Als de negende planeet bepaalde zeer excentrische objecten uit de Kuipergordel zou kruisen, speculeerden ze, is de kans groot dat zijn baan in resonantie is met deze objecten.
Promotie video:
Kleine lichamen werden dus constant uit het zonnestelsel gegooid vanwege ontmoetingen met grote objecten die hun banen schonden. Om uitwerpen te voorkomen, moeten kleine lichamen worden beschermd door orbitale resonantie. En hoewel deze kleine en grote objecten baanpaden kunnen kruisen, komen ze nooit dichtbij genoeg om een krachtig effect op elkaar te hebben.
Dit is hoe Pluto een deel van het zonnestelsel bleef, ondanks het feit dat het een excentrische baan had die periodiek het pad van Neptunus kruist. Hoewel de banen van Neptunus en Pluto elkaar kruisen, komen ze nooit dichtbij genoeg voor de invloed van Neptunus om Pluto uit het zonnestelsel te duwen. Om dezelfde reden hebben wetenschappers gesuggereerd dat de objecten in de Kuipergordel die door Batygin en Brown zijn opgemerkt, in orbitale resonantie kunnen zijn met de negende planeet.
In een brief aan Universe Today vertelden Malhotra, Wolf en Wong het volgende:
“De objecten uit de Kuipergordel die we in ons werk hebben bestudeerd verschillen van andere omdat ze zeer verre en zeer langwerpige banen hebben, maar hun dichtste nadering tot de zon is niet dichtbij genoeg om significant te worden beïnvloed door Neptunus. We hebben dus zes van deze objecten, waarvan de banen enigszins worden beïnvloed door de bekende planeten van ons zonnestelsel. Maar als in meerdere a. Dat wil zeggen, er was een andere planeet vanaf de zon, nog niet ontdekt, het zou zes van deze objecten beïnvloeden."
Na bestudering van de omlooptijd van een aantal objecten - Sedna, 2010 GB174, 2004 VN112, 2012 VP113 en 2013 GP136 - kwamen ze tot de conclusie dat een hypothetische planeet met een omlooptijd van 17.117 jaar (met een halve as van 665 AU) noodzakelijkerwijs periodieke relaties met deze objecten moet hebben. voorwerpen. Dit komt overeen met de parameters van 10.000–20.000 jaar van de omlooptijd waar Batygin en Brown het over hadden.
Hun analyse doet ook aannames over wat voor soort resonantie de planeet heeft met de aangewezen objecten. De omlooptijd van Sedna zou in resonantie moeten zijn met de planeet op 3: 2, 2010 GB174 - 5: 2, 2994 VN112 - 3: 1, 2004 VP113 - 4: 1, 2013 GP136 - 9: 1. Zo'n resonantie had zich eenvoudigweg niet kunnen vormen zonder een grote planeet.
"Om een tastbare resonantie te manifesteren in het buitenste zonnestelsel, moet een van de objecten een massa hebben die een sterk zwaartekrachteffect op de andere kan hebben", schrijven de wetenschappers. "Ongewone objecten uit de Kuipergordel zijn niet groot genoeg om met elkaar te resoneren, maar het feit dat hun omlooptijd in het gebied van eenvoudige relaties valt, kan betekenen dat ze in resonantie zijn met een enorm onzichtbaar object."
Bijzonder bemoedigend is dat hun bevindingen het bereik van mogelijke locaties voor planeet negen kunnen verkleinen. Omdat elke orbitale resonantie een geometrische verbinding tussen de betrokken lichamen oplevert, kunnen de resonerende configuraties van deze objecten astronomen helpen de juiste punten in ons zonnestelsel te vinden om naar te zoeken.
Maar natuurlijk geven Malhotra en haar collega's openlijk toe dat er nog verschillende onbekende variabelen zijn en dat verdere observatie met onderzoek nodig is om het bestaan van de negende planeet te bevestigen:
“Er zijn nogal wat onzekerheden. De banen van deze extreme objecten in de Kuipergordel zijn niet goed bekend omdat ze heel langzaam in de lucht bewegen en we slechts een klein deel van hun baanbeweging waarnemen. Dus hun baanperioden kunnen verschillen van de huidige schattingen, en sommige kunnen niet meer resoneren met een hypothetische planeet. Het is ook mogelijk dat de omlooptijd van deze objecten gerelateerd is; we hebben nog niet veel van dergelijke objecten waargenomen en we hebben beperkte gegevens."
Astronomen en wij wachten op verdere waarnemingen en berekeningen. Maar in de tussentijd moeten we toegeven dat de mogelijkheid van het bestaan van de negende planeet erg intrigerend is. Misschien zullen er in de rijen van de planeten van ons zonnestelsel weer alle negen jagers zijn (sorry Pluto).
