Warum hat es so lange gedauert, Planet Neun zu „entdecken“?

Jan 27 2016
Ein riesiger Planet, zehnmal so groß wie die Erde, scheint seit einiger Zeit am Rand unseres Sonnensystems zu lauern. Wie kommt es, dass wir es vorher nie bemerkt haben?
Möglicherweise haben wir den neunten Planeten in unserem Sonnensystem gefunden. Caltech/R. Schmerzen/

Zwei Forscher des California Institute of Technology machten kürzlich Schlagzeilen, als sie einen  Artikel  im Astronomical Journal veröffentlichten, in dem sie ankündigten, dass sie Beweise für einen riesigen Planeten am Rande unseres Sonnensystems gefunden hätten, der sich in einer seltsamen, langgestreckten Umlaufbahn bis zu  93 Milliarden bewegt Meilen  (150 Milliarden Kilometer) von der Sonne entfernt. 

Die neu entdeckte Welt, die sie Planet Neun nannten, scheint 15-mal weiter von der Sonne entfernt zu sein als Pluto und etwa 5.000-mal massereicher als der Zwergplanet, der  von der Internationalen Astronomischen Union seines Status als vollwertiger Planet beraubt und herabgestuft  wurde zurück im Jahr 2006.

„Dies wäre ein echter neunter Planet“, erklärte Caltech-Professor für Planetenastronomie Mike Brown, der zusammen mit seinem Kollegen Konstantin Batygin den Beweis für den Planeten fand, in einer  Pressemitteilung . Im Gegensatz zu Pluto könnte Planet Neun so massiv sein, dass seine Schwerkraft eine Region des Sonnensystems dominiert, die größer ist als alle anderen bekannten Planeten – etwas, das Brown sagte, macht ihn „zum planetarischsten der Planeten im gesamten Sonnensystem. ”

Aber diejenigen, die keine Weltraumwissenschaftler sind, werden vielleicht ein wenig verwirrt sein. Wenn Planet Neun so verdammt riesig ist, wie kommt es dann, dass es so lange gedauert hat, bis jemand bemerkt hat, dass er da draußen ist? Und warum hat es eigentlich niemand gesehen? (Brown und Batygin fanden heraus, dass es wahrscheinlich existiert, indem sie mathematische Modelle und Computersimulationen verwendeten, nicht direkte Beobachtung.)

Aber wenn wir so etwas denken, enthüllen wir nur, wie wenig wir über die immensen Ausmaße unseres Sonnensystems und die Herausforderung wissen, diese riesigen Weiten zu durchdringen. Was wirklich bemerkenswert ist, ist, dass jemand Planet Nine überhaupt entdecken konnte. Dazu war nicht nur Einfallsreichtum erforderlich, sondern auch eine Reihe früherer Entdeckungen und Fehlstarts, die schließlich Hinweise auf die wahrscheinliche Existenz der Riesenwelt lieferten.

Eine Sache, die die Entdeckung von Brown und Batygin noch bemerkenswerter macht, ist, dass Planet Neun der erste echte Planet (sorry, Pluto) sein könnte, der seit 1846 entdeckt wurde. Damals beobachtete der deutsche Astronom Johann Gottfried Galle den Planeten  Neptun  zum ersten Mal offiziell. Er wusste, wo er suchen musste, weil zwei andere Wissenschaftler, John Couch Adams aus Großbritannien und der Franzose Urbain Jean Joseph Le Verrier, bemerkt hatten, dass der Planet Uranus leicht aus seiner normalen Umlaufbahn gezogen wurde, und errechneten, dass der Effekt von einem anderen verursacht wurde unbekannter Planet.

Astronomen greifen häufig auf solche Schlussfolgerungen zurück, um Entdeckungen zu machen, denn die Beobachtung planetengroßer Objekte über die Weiten des Weltraums hinweg bleibt sehr, sehr schwierig. Wenn sie zum Beispiel in der Lage sind,  extrasolare Planeten zu erkennen, geschieht dies normalerweise, indem  sie ihre Wirkung auf die Sterne erkennen, die sie umkreisen . 

Obwohl Planet Neun näher zu sein scheint als diese Welten, ist er immer noch hundertmal so weit von der Sonne entfernt wie unser Planet. Es ist so weit entfernt, dass das Sonnenlicht, das darauf fällt, etwa 300.000 Mal schwächer wäre als das Licht, das uns erreicht, wie  Seth Shostak , leitender Astronom des SETI-Instituts,  geschrieben hat. Ein Objekt, das so weit entfernt ist und so wenig Licht in einem Teleskop reflektiert, wäre erschreckend schwer zu erkennen, selbst wenn Sie ziemlich genau wüssten, wo Sie suchen müssen.

"Es ist so weit weg, dass es ziemlich schwach ist!" Brown erklärte in einer E-Mail.

Wie Brown in diesem  Blogbeitrag detailliert ausführt , suchen Astronomen seit 160 Jahren nach einem anderen Planeten am Rande des Sonnensystems. Sie verbrachten einen Großteil dieser Zeit damit, die Positionen der bekannten Planeten nach Hinweisen zu untersuchen, obwohl sich das als Sackgasse herausstellte, dank einer Analyse von 1993, die zeigte, dass sie genau dort waren, wo sie sein sollten.

Aber die Entdeckung des  Kuipergürtels durch Astronomen in den frühen 1990er Jahren , einer Region voller Tausender kleiner Objekte, lieferte neue Hinweise. Im März 2014 stellten die Astronomen Chad Trujillo und Scott Sheppard in einem Nature  - Artikel  fest, dass einige der am weitesten entfernten Kuipergürtel-Objekte ungewöhnliche Orbitalausrichtungen aufwiesen, und schlugen vor, dass der Effekt durch die Schwerkraft eines kleinen Planeten verursacht wurde. Diese Idee wurde laut Brown schließlich durch Computersimulationen widerlegt, aber im September schlugen brasilianische und japanische Astronomen vor, dass eine andere Gruppe von Objekten im Kuipergürtel von der Schwerkraft eines unentdeckten Planeten beeinflusst würde.

Als Brown und Batygin über die Ergebnisse der anderen Wissenschaftler nachdachten, sahen sie eine neue Möglichkeit. Laut einer Pressemitteilung von Caltech stellten sie schließlich fest, dass die sechs am weitesten entfernten Objekte in Trujillos und Sheppards Studie alle elliptischen Umlaufbahnen folgten, die im Raum in dieselbe Richtung zeigten, was schwer zu erklären war, da sich die Objekte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Orbit bewegten . Sie führten zahlreiche Computersimulationen durch, um verschiedene mögliche Erklärungen zu testen. „Die Computer sind immer leistungsfähiger geworden, sodass wir schneller als je zuvor mehr Simulationen durchführen können“, erklärte Brown in seiner E-Mail.

Schließlich sahen die beiden, dass, wenn sie Simulationen mit einem hypothetischen massiven Planeten in einer sogenannten anti-ausgerichteten Umlaufbahn durchführten – ein Weg, auf dem das Perihel des Planeten oder die engste Annäherung an die Sonne 180 Grad von allen anderen Objekten entfernt und bekannt ist Planeten im Sonnensystem – ihre sechs sich seltsam verhaltenden Objekte bewegten sich in der seltsamen Ausrichtung, die sie tatsächlich in Wirklichkeit haben.

Aber während Brown und Batygin die ungefähre Umlaufbahn von Planet Neun herausgefunden haben, kennen sie nicht die genaue Position des Planeten. Es kann also eine Weile dauern, bis jemand es in einem Teleskop beobachtet. Brown sagte, dass er zwar gerne der Erste sein würde, der es entdeckt, aber er hofft auch, dass andere Astronomen inspiriert werden, sich der Suche anzuschließen.

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Während es allgemein anerkannt ist, dass Neptun 1846 entdeckt wurde, hat der Physiker David Jamieson von der University of Melbourne argumentiert, dass Galileo Galilei den fernen Planeten bereits 1613 identifiziert haben könnte. Es ist seit langem bekannt, dass Galileo Neptun mit seinem Teleskop entdeckt hat, aber Wissenschaftshistoriker dachten, er sei es hatte es mit einem Stern verwechselt. In einem Artikel von Space.com aus dem Jahr 2009 sagte  Jamieson jedoch, er habe in Galileos Notizbuch Notizen gefunden, die darauf hindeuten, dass der bahnbrechende Astronom erkannt habe, dass es sich um einen Planeten handele.