Wat gebeurt er in de verre uithoeken van ons zonnestelsel? Bestaat er een Planet 9?
In de ijskoude uitgestrektheid van ons Systeem zijn er lichamen op baanbanen die niet logisch zijn in termen van ons zonnestelsel met acht planeten. Er lijkt een onontdekt lichaam te zijn, meerdere malen massiever dan de aarde, dat de banen van sommige Kuipergordelobjecten (KBO's) vormt, en astronomen ertoe aanzet om dieper en grondiger in de extreme uithoeken van ons systeem te kijken.
Waar ze naar op zoek zijn, is de mysterieuze en tot dusver onbewezen negende planeet.
De poging om ons zonnestelsel te begrijpen is een van onze oudste zoektochten, en hoewel onze catalogus van objecten in het innerlijke zonnestelsel behoorlijk uitgebreid is, is onze kennis van het uiterlijke systeem allesbehalve volledig. Voor astronomen is het observeren van de details van het uiterlijke Systeem nog steeds een hele uitdaging. Maar ze blijven eraan werken. En hoe meer ze het gedrag van verre objecten in de Kuipergordel bekijken, hoe meer bewijs ze voor Planet 9 blijven opgraven.
"Het begrijpen van de grootschalige architectuur van het zonnestelsel belichaamt een van de oudste bezigheden van de mensheid en behoort tot de grote uitdagingen van de natuurwetenschap."
uit het artikel "The Planet Nine Hypothesis" door Batygin et. al. 2019.
The Planet 9 Backstory
Het verhaal van Planet 9 begon serieus begin 2016, toen astronomen Mike Brown en Konstantin Batygin een paper publiceerden met de titel 'Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System'. (Voordien was er sprake van andere onontdekte planeten, maar het was vooral geklets van de aluminiumfoliebrigade over "Nibiru" of "Planet X". Maar hoe minder erover gezegd, hoe beter.)
In hun paper uit 2016 toonden Batygin en Brown aan dat er groepen KBO's zijn waarvan de banen zo zijn gevormd dat alleen de aanwezigheid van een andere planeet ze kan verklaren: planeet 9. Terwijl de baan van de meeste KBO's duidelijk bewijs toont dat ze worden geleid door Neptunus, een aanzienlijk aantal extreem verre KBO's niet. Hun banen lijken op een ver punt uitgelijnd te zijn.
In dat artikel behandelen de auteurs die discrepantie door te zeggen: “We vinden dat de waargenomen orbitale uitlijning kan worden gehandhaafd door een verre excentrische planeet met een massa van meer dan ~ 10 aardmassa's, waarvan de baan in ongeveer hetzelfde vlak ligt als die van de verre Kuiper riem objecten ... ”
Hun paper was gedeeltelijk gebaseerd op de aanwezigheid van Sedna, een kleine planeet die voor het eerst werd gespot in 2003. Het aphelium, of het verst van de zon verwijderd, was meer dan 900 astronomische eenheden (AU.) Destijds was Sedna het koudste, verste object waarvan we wisten in het zonnestelsel. Sedna's langgerekte baan werd voor het eerst verklaard als gevolg van de zwaartekrachtinvloed van Neptunus. Het probleem is dat het nooit dicht genoeg bij Neptunus komt.
Maar Sedna was nog maar het begin. Het behoort tot een groep objecten die extreme Trans-Neptuniaanse objecten (eTNO's) worden genoemd. Uiteindelijk werden meer van deze verre objecten ontdekt.
'Biden' of 2012 VP 113 werd ontdekt in 2012. 'Goblin', of TG 387 uit 2015, werd ontdekt in 2015. Toen ontdekten astronomen in 2018 'FarOut' of 2018 VG18. Elk van deze objecten is steeds verder weg.
Meest recentelijk, slechts een paar dagen geleden, ontdekten astronomen waar ze voor de grap naar verwijzen als FarFarOut. Er is nog niet veel bekend over deze planeet, maar het is het verste object dat tot nu toe in ons zonnestelsel is gedetecteerd.
Hoe ze bewijs vinden voor planeet 9
Veel van de verre lichamen die wijzen op het bestaan van Planet 9 werden gevonden terwijl een team van astronomen onder leiding van Dr. Scott Sheppard van het Carnegie Institute for Science eigenlijk op zoek was naar Planet 9. Natuurlijk hebben ze de hypothetische planeet niet gevonden maar toch vinden ze steeds meer bewijs.
Deze objecten zijn extreem zwak en moeilijk te detecteren. Het werk om ze te vinden wordt grotendeels gedaan door computers. Krachtige telescopen zijn gericht op delen van de lucht gedurende een bepaalde periode en belichtingen worden gemaakt met tussenpozen van enkele minuten. Maar als u dit doet, wordt een enorme hoeveelheid gegevens gegenereerd; veel te veel voor astronomen om door te spitten.
In plaats daarvan zijn het de computers die veel van het routinewerk doen. De astronomen gebruiken algoritmen om de computer te laten zoeken naar bewegende objecten tegen de achtergrond van sterren, en wanneer de computer er een vindt, markeert deze deze. Vervolgens gaan de astronomen kijken of de computer goed was. Vervolgens doen ze follow-upwaarnemingen om de bevindingen te bevestigen.
Nieuw bewijs voor planeet 9
"De zoektocht naar Planet Nine is al in volle gang en het is waarschijnlijk dat als Planet Nine - zoals hier voorzien - bestaat, het de komende tien jaar ontdekt zal worden."
uit 'The Planet 9 Hypothesis', Batygin, Brown, Adams en Becker, 2019.
Nu geven twee nieuwe onderzoeken ons nieuw bewijs ter ondersteuning van Planet 9.
De eerste heet "Orbital Clustering in the Distant Solar System" van Konstantin Batygin en Michael Brown, het paar astronomen dat aanvankelijk het bestaan van planeet 9 voorstelde. De tweede is "The Planet 9 Hypothesis", ook door Batygin en Brown, met Fred Adams en Juliette Becker, beiden van de University of Michigan.
In het eerste artikel 'Orbital Clustering in the Distant Solar System' gooien de auteurs de handschoen naar beneden. Ze beweren dat er ofwel een planeet 9 is die de banen van verre objecten vormt, of dat er een observerende bias aan het werk is. Ze probeerden te begrijpen welke waarnemingsvooroordelen mogelijk een rol spelen, en vervolgens wilden ze deze nauwkeurig kwantificeren.
Zoals eerder vermeld, delen de verre objecten die naar Planet 9 verwijzen, gemeenschappelijke kenmerken van de omloopbaan. Dat is waar dit hele Planet 9-ding over gaat. Om preciezer te zijn, hun longitudinale periheliums zijn geclusterd en ook de zogenaamde orbitale poolposities zijn geclusterd. In het artikel concluderen de auteurs dat er slechts een kans van 0,2% is dat dit willekeurig is. Zoals ze in hun paper zeggen: "... de statistische significantie van deze clustering is nu moeilijk te negeren."
Het tweede artikel dat nieuw bewijs levert voor Planet 9 heet simpelweg "The Planet 9 Hypothesis".
In dit artikel stellen de auteurs nogmaals dat hoewel veel van het baangedrag van verre Kuipergordelobjecten gemakkelijk te verklaren en voorspelbaar is in termen van ons zonnestelsel met acht planeten, sommige dat gewoon niet zijn. Ze wijzen in het bijzonder op "waargenomen fysieke clustering van banen met half-grote assen van meer dan? 250AU, het loslaten van perihelia van geselecteerde Kuipergordelobjecten uit Neptunus, evenals de dynamische oorsprong van sterk hellende / retrograde banen in lange perioden. ” In een notendop, dingen zijn gewoon niet logisch als we ons beperken tot ons acht-planeet zonnestelsel om ze uit te leggen.
In de inleiding herinneren ze ons eraan dat we pas in de afgelopen decennia zijn begonnen met het vinden van alle kleinere lichamen in de buitenwijken van het zonnestelsel. Zoals ze in de krant zeggen, "... was de afgelopen kwart eeuw getuige van de ontdekking en karakterisering van een diverse verzameling kleine ijzige objecten die zich in de buitenste regionen van ons zonnestelsel bevinden ..." En terwijl de meeste lichamen zich aanpassen aan de invloed van Neptunus en de andere planeten, sommige niet.
"De meest extreme leden van deze populatie trekken echter zeer langgerekte banen met perioden gemeten in millennia, en vertonen een aantal merkwaardige orbitale patronen", zeggen de auteurs. Nogmaals, het is wat de auteurs de 'opvallende uitlijning' van hun excentrische banen noemen, de gemeenschappelijke helling van de orbitale vlakken en 'periheliumafstanden die zich ver buiten het zwaartekrachtbereik van Neptunus uitstrekken', dat uitleg behoeft.
Deze methode om het bestaan van een planeet af te leiden door zijn zwaartekrachteffect op andere lichamen, voordat hij de planeet zelf observeerde, is eerder geprobeerd. Het was succesvol in het ontdekken van Neptunus, maar mislukte toen het het bestaan van een andere voorgestelde ster genaamd Nemesis voorspelde.
Dus wat is er daarbuiten dat deze objecten uitrekt tot zulke verre periheliums? Ze zeggen dat alleen een extreem verre en voldoende massieve planeet dit alles kan verklaren: Planeet 9. Veel van het artikel legt uit hoe Neptunus werd ontdekt door de bewegingen van andere lichamen te observeren, parallel met de hypothese van Planeet 9. Ze nemen ook enkele eerdere suggesties van andere astronomen door dat een andere planeet mogelijk onontdekt in het zonnestelsel op de loer ligt en de banen van KBO's vormt.
Met elke paper en met elke nieuwe ontdekking van een verre KBO met vreemde orbitale kenmerken, wordt de zaak voor Planet 9 sterker. Maar directe waarneming is nog steeds de gouden standaard, en tot dusver is dat ons ontgaan. Maar misschien niet lang meer.
In de conclusie van "The Planet 9 Hypothesis" zeggen de auteurs: "De zoektocht naar Planet Nine is al in volle gang en het is waarschijnlijk dat als Planet Nine - zoals hier voorzien - bestaat, het de komende tien jaar ontdekt zal worden. "
Er kan een andere verklaring zijn voor de banen van deze verre lichamen waarvoor geen planeet 9 nodig is. Een paper die in januari 2019 werd gepubliceerd met de titel 'Shepherding in a Self-Gravitating Disk of Trans-Neptunian Objects' suggereerde dat een opeenhoping van ijzige lichamen samen zou de vreemde banen van deze verre werelden kunnen veroorzaken, en dat er geen negende planeet nodig is om ze uit te leggen.
Het vinden van Planet 9 zou een grote overwinning zijn voor astronomen. Het tempo van de ontdekking van nieuwe objecten in de Kuipergordel versnelt. Met nieuwere, betere telescopen die online komen en met verbeterde computers en algoritmen die worden ontwikkeld, zal het voor elke planeet steeds moeilijker worden, vooral een planeet die misschien wel tien keer de massa van de aarde is, om zich te verbergen.
Bronnen:
- Research Paper: Orbital Clustering in het verre zonnestelsel
- Research Paper: The Planet Nine Hypothesis
- Onderzoekspaper: BEWIJS VOOR EEN AFSTANDSREISPLANET IN HET ZONNE-SYSTEEM
- Persbericht: meer ondersteuning voor Planet Nine
- Onderzoekspaper: HERFST IN EEN ZELFVERZWARENDE SCHIJF VAN TRANS-NEPTUNISCHE OBJECTEN
- Persbericht: Caltech-onderzoekers vinden bewijs van een echte negende planeet
