Bewijzen voor het bestaan van de negende planeet stapelen zich op

De negende planeet
Artist impression van de negende planeet met op de achtergrond de Zon. Men denkt dat de planeet ongeveer even groot is als de planeten Uranus en Neptunus en eveneens gasvormig is. (Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC))

In januari 2016 publiceerden de astronomen Mike Brown en Konstantin Batygin het eerste bewijs dat er mogelijk nog een negende planeet in het zonnestelsel aanwezig is. Deze hypothetische planeet zou een massa van 10 * de Aarde moeten hebben en zich op een afstand van ongeveer 700 Astronomische Eenheden van de Zon bevinden. Sindsdien zijn er verschillende studies gepubliceerd die de theorie onderuithalen of juist ondersteunen.

Er zijn astronomen die zeggen dat de banen van bepaalde objecten in de Kuipergordel bewijzen dat de negende planeet moet bestaan maar anderen beweren dat deze studies niet worden onderbouwd door corrrecte waarnemingen. De meest recente studie, uitgevoerd door astronomen van de universiteit van Madrid biedt een nieuwe kijk die de discussie wel eens zou kunnen gaan beslissen. Met behulp van een nieuwe techniek hebben ze gekeken naar extreme Trans-Neptuniaanse Objecten (eTNO’s) waarvan ze denken dat die het bestaan van de negende planeet kunnen ondersteunen.

Extreme Trans-Neptuntiaanse Objecten draaien op gemiddelde afstanden groter dan 150 Astronomische Eenheden om de Zon en ze doorkruisen dus nooit de baan van Neptunus. Volgens het team astronomen van de universiteit van Madrid wijzen de afstanden tussen de knopen van de eTNO’s en de Zon richting een negende planeet.

Deze knooppunten zijn de twee punten in de baan van een hemellichaam waarbij het object het baanvlak van het zonnestelsel doorkruist. Dit zijn de punten in de baan waar de kans op interactie met andere objecten het grootst is en waar de kans dat een eTNO grote veranderingen in zijn baan (of een botsing) het grootst is. Door te bepalen waar deze knooppunten zich bevinden denken de astronomen te kunnen bepalen of deze eTNO’s worden beïnvloedt door een ander object dat zich in de buurt bevindt.

Als er geen object in de buurt is om hun baan te verstoren dan moeten de knooppunten van deze eTNO’s redelijk uniform zijn verdeeld maar als er één of meerdere objecten zijn die hun baan verstoren dan kunnen er twee situaties ontstaan. De eerste mogelijkheid is dat de eTNO ‘s stabiel zijn en dat betekent dat hun knooppunten zich buiten de invloedssfeer van een mogelijke verstoorder liggen maar als ze niet stabiel zijn dan zullen ze zich gedragen als kometen die onder de invloedssfeer van Jupiter komen waarbij een van de knooppunten zich dicht bij de baan van de hypothetische verstoorder komt te liggen.

Voor hun onderzoek onderzochten de astronomen de knooppunten van 28 eTNO’s en 24 Centauren (die ook op een gemiddelde afstand van meer dan 150 Astronomische Eenheden om de Zon draaien). Wat hun daarbij opviel is dat deze twee populaties objecten in groepen voorkomen op bepaalde afstanden van de Zon en dat er een verband is tussen de posities van de knooppunten en de inclinatie van de banen van de objecten.

Dit laatste was niet verwacht en leidde tot de conclusie dat de banen van deze populaties worden beïnvloedt door de aanwezigheid van een ander object – vergelijkbaar met de manier waarom de banen van kometen in ons zonnestelsel worden beïnvloedt als ze in de buurt van Jupiter komen.

Als wordt aangenomen dat eTNO’s dynamisch vergelijkbaar zijn met de kometen die op Jupiter reageren dan kan uit de resultaten van het onderzoek geconcludeerd worden dat er een planeet aanwezig is op een afstand tussen 300 en 400 Astronomische Eenheden van de Zon. Ze gaan er vanuit dat wat ze nu zien niet veroorzaakt kan worden door door ruis in de waarnemingen.

Zoals al eerder aangegeven zijn er andere studies die het bestaan van de negende planeet in twijfel trekken omdat er fouten zitten in de waarnemingen van de TNO’s. Ze stellen dat deze studies systematische fouten maken in de berekeningen van de orientatie van de banen van TNO’s voornamelijk omdat ze allemaal wijzen naar hetzelfde gebied aan de hemel.

Door het kijken naar de afstanden van de knooppunten van eTNO’s, die afhankelijk zijn van de grootte en de vorm van hun banen, levert deze studie het eerste bewijs voor het bestaan van de negende planeet dat relatief vrij is van ruis in de metingen. Op dit moment zijn er slechts 28 eTNO’s bekend maar het onderzoeksteam is er van overtuigd dat de ontdekking van meer eTNO’s en de analyse van hun knooppunten hun waarnemingen zal bevestigen en de baan van de potentiële negende planeet verder zal inengen.

In aanvulling hierop hebben de astronomen van het onderzoeksteam ook hun gedachten laten gaan over recente studies die het bestaan van een potentiële tiende planeet suggereren. In hun studie is geen rekening gehouden met het bestaan van een object met de massa van mars waarvan wordt gezegd dat dat verantwoordelijk kan zijn voor een waargenomen kromming in de Kuipergordel maar ze geven wel aan dat er overtuigend bewijs is dat een dergelijk object met de grootte van een planeet bestaat.

Uitgaande van de huidige definitie van een planeet voldoet het daar vermoedelijk niet aan, zelfs als het de grootte van de Aarde zou hebben omdat een dergelijk object omringd zal zijn door een zwerm van grote asteroïden of dwergplaneten. De onderzoekers zijn er van overtuigd dat er voldoende bewijs is voor de aanwezigheid van een zwaar object voorbij de zogenoemde Kuiper klif. Dit is het verste punt in de gordel van Trans-Neptuniaanse Objecten op een afstand van ongeveer 50 Astronomische Eenheden van de Zon. De onderzoekers hopen binnen afzienbare tijd met aanvullend bewijs te kunnen komen.

Het lijkt er steeds meer op dat hoe meer we onderzoek doen naar de buitenste delen van ons zonnestelsel hoe meer objecten we daar aantreffen. Als deze planeten werkelijk bestaan dan zal dit de discussie over wat nu precies een planeet is en wat niet wederom aanwakkeren. De demotie van Pluto tot dwergplaneet was al erg controversieel en dat kan alleen nog maar erger gaan worden de komende jaren.

Eerste publicatie: 15 juli 2017
Bron: UniverseToday, diverse persberichten

Meer informatie: SINC. MNRAS