Meest recente zoektocht naar Planeet 9 levert niks op

Een nieuw onderzoek detecteerde 3500 potentiële signalen maar geen van die waren voldoende om het bestaan van de hypothetische planeet te bewijzen.

Astronomen hebben reden om aan te nemen dat er een enorm object in de buitenste regionen van ons zonnestelsel wacht om ontdekt te worden. Een recente zoektocht naar deze voorgestelde planeet, Planeet 9, leverde geen resultaat op maar de zaak is verre van gesloten.

Planeet 9, als die echt bestaat, doet geweldig goed werk om onzichtbaar te blijven. Een team van onderzoekers onder leiding van Sigurd Naess, onderzoeker aan het Institute of Theoretical Astrophysics aan de universiteit van Oslo in Noorwegen, was de laatste die probeerde de planeet te vinden. Het team deed dit met behulp van de Atacama Cosmology Telescope in Chili. In een nieuw artikel dat is gepubliceerd in The Astrophysical Journal schrijven ze geen significante detecties te hebben gevonden.

Dat er een negende planeet in ons zonnestelsel bestaat, is een duidelijke mogelijkheid, zoals wetenschappers Konstantin Batygin en Michael Brown in 2016 overtuigend betoogden. Astronomen hebben een vermoeden van zijn aanwezigheid dankzij de eigenaardige bewegingen van objecten in de verre Kuipergordel. Tot op heden zijn meer dan 30 van deze objecten geïdentificeerd, elk met een overdreven en hellende baan en clustergedrag.

Om dit te verklaren hebben wetenschappers de aanwezigheid van een vrij groot object ingeroepen, de voorgestelde planeet 9. Maar om dit te laten werken moet de planeet redelijk groot en zwaar zijn. Astronomen schatten dat de planeet tussen de vijf en tien keer zo groot als de Aarde is en zich op een afstand van 200 AE tot 800 AE van de Zon bevindt. Grote, of op zijn minst grotere objecten bestaan in de regio voorbij Neptunus, objecten zoals Pluto, Eris, Haumea en Makemake, dus het idee is helemaal niet zo vreemd.

Het lijkt misschien alsof we zoiets groots al lang geleden hadden moeten zien maar ons onvermogen om het object te detecteren is niet helemaal verrassend gezien de afstanden en de waarschijnlijk schemerige aard van de planeet. Als de planeet bestaat, weerkaatst hij heel weinig zonlicht en straalt ook weinig straling uit. In eerdere onderzoeken konden astronomen de planeet niet detecteren met de Wide-field Explorer en dit leidde tot rivaliserende theorieën die de anomalieën in de Kuipergordel proberen te verklaren, zoals bijvoorbeeld een zwart gat ter grootte van een bowlingbal in de Oortwolk of een enorme ring van puin in het buitenste zonnestelsel.

Voor de laatste zoektocht gebruikte het team de Atacama Cosmology Telescope die de ruimte scant op millimetergolflengtes. ACT wordt voornamelijk gebruikt voor het bestuderen van kosmische microgolfachtergrondstraling die wordt geproduceerd door de Oerknal maar de gevoeligheid van de telescoop leent zich uitstekend voor dit soort zoekacties naar naalden in een hooiberg. Volgens Arthur Kosowsky, een astronoom aan de Universiteit van Pittsburgh en coauteur van het artikel kon ACT de taak aan vanwege twee unieke eigenschappen.

We hebben voldoende gevoeligheid voor microgolfstraling om de thermische emissie van planeet 9 mogelijk te detecteren en we hebben een groot deel van de hemel waargenomen waar Planeet 9 zich mogelijk zou kunnen bevinden. De ACT is het enige huidige experiment dat aan deze twee criteria voldoet.

Het team deed waarnemingen op 98 Ghz, 150 GHz en 229 GHz terwijl ze naar een object zochten op afstanden tussen 300 en 2000 AE (1 AE is de gemiddelde afstand tussen de Aarde en de Zon). Voor een object dat vijf keer groter is dan de Aarde verwachtten de wetenschappers iets te zien tussen 325 en 625 AE en voor objecten die 10 keer groter zijn dan de Aarde verwachtten ze iets te vinden tussen 425 en 775 AE.

De astronomen scanden 87% van de ruimte af die toegankelijk was vanaf het zuidelijk halfrond en verzamelden gegevens van 2013 tot 2019. Er werden verschillende technieken gebruikt om de gegevens te verwerken.

Niemand weet waar Planeet 9 zich aan de hemel bevindt, als de planeet echt bestaat, maar de planeet moet zich binnen bepaalde afstanden bevinden om zijn zwaartekrachtsinvloed te kunnen verklaren. Tegelijkertijd beweegt de hypothetische planeet en wel in specifieke mogelijke richtingen.

Omdat astronomen niet weten in welke positie of richting de planeet beweegt is er een rekenkundige zoektocht uitgevoerd naar alle 100 miljoen mogelijkheden. Voor elk van de mogelijkheden werd het gemiddelde genomen van alle gegevens die men langs een specifieke baan heeft verzameld om te zien of men een zwakke bron kon ontdekken die langs die baan beweegt.

Naess en zijn collega’s vonden een paar veelbelovende banen maar er zat wel een addertje onder het gras. Door dit 100 miljoen keer te doen vindt je vast een aantal banen die eruitzien alsof er een object is maar het is eigenlijk gewoon te wijten aan willekeurige ruis in de gegevens.

Zoals de astronomen schrijven produceerde hun scan ongeveer 38.000 “onbewerkte kandidaten”, waarvan er ongeveer 2500 kunnen worden gecategoriseerd als iets dat planeet 9 benadert. Misschien ontmoedigend, “geen” van deze kandidaat signalen “kon worden bevestigd” en “er waren geen statistisch significante detecties”, aldus het persbericht van het Center for Astrophysics. Het team is wel voor 95% zeker van dat het nieuwe onderzoek een object uit het zonnestelsel uitsluit binnen het onderzochte gebied met de vermelde zoekeigenschappen.

Toch somde het team de 10 sterkste kandidaat signalen op voor mogelijke follow-ups. Maar zelfs toen ‘zagen onze 10 helderste gemiddelde signalen er precies zo uit zoals we zouden verwachten van willekeurige ruis”, aldus Kosowsky.

Dit laatste onderzoek kan nauwelijks als volledig worden omschreven aangezien het onderzoek ongeveer 17% van de totale mogelijke banen elimineert waarin Planeet 9 zou kunnen bewegen als het een object met een massa van 5 * de Aarde is en 9% van de mogelijke banen voor een planeet met een massa van 10 * de Aarde. Er zijn nog steeds veel plaatsen waar Planeet 9 zich kan verstoppen.

Met nieuwe telescopen die klaar staan om in de nabije toekomst online te komen, waaronder het Vera Rubin Observatorium in Chili, hebben astronomen misschien eindelijk het gereedschap dat nodig is om iets zo zwak en ver weg te detecteren. Kosowsky is er van overtuigd dat als Planeet 9 bestaat astronomen die de komende vijf jaar met nieuwe telescopen zullen vinden.

Artikel: The Atacama Cosmology Telescope: A Search for Planet 9

Eerste publicatie: 18 maart 2022
Bron: GizModo & anderen