Am 20. Januar 2016 gaben die Wissenschaftler Konstantin Batygin und Michael Brown vom California Institute of Technology bekannt, dass sie Hinweise auf einen massiven Planeten am Rande des Sonnensystems gefunden haben. Basierend auf mathematischen und Computersimulationen sagten sie voraus, dass der Planet Supererden sein sollte, zwei- bis viermal so groß wie die Erde und zehnmal so massereich. Sie berechneten auch, dass der Planet angesichts der Entfernung des Planeten und seiner extrem verlängerten Umlaufbahn die Sonne in 10.000 bis 20.000 Jahren umkreist.
Seitdem haben viele Wissenschaftler mit ihren eigenen Forschungen über die mögliche Existenz dieses mysteriösen "neunten Planeten" geantwortet, wie er vorübergehend genannt wurde. Eine der neuesten Studien wurde an der University of Arizona durchgeführt. Wissenschaftler haben gezeigt, dass die extremen Exzentrizitäten entfernter Kuipergürtelobjekte darauf hindeuten können, dass sie sich in der Vergangenheit mit einem massiven Planeten überschnitten haben.
Zu diesem Zeitpunkt war bereits bekannt, dass sich im Kuipergürtel mehrere Objekte befinden, deren Dynamik sich von anderen unterscheidet. Während die meisten von ihnen der Schwerkraft der Gasriesen in ihrer aktuellen Umlaufbahn ausgesetzt sind (wie Neptun), haben einige Mitglieder der verstreuten Scheibenpopulation im Kuipergürtel ungewöhnlich enge Umlaufbahnen.
Als Batygin und Brown im Januar ihren Fund zum ersten Mal bekannt gaben, stellten sie fest, dass diese Objekte in Bezug auf die Positionen ihrer Perihelionen und Orbitalebenen stark gruppiert waren. Darüber hinaus zeigten ihre Berechnungen, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Vereinbarung versehentlich zustande kommt, äußerst gering ist (die Wahrscheinlichkeit wurde auf 0,007% geschätzt).
Stattdessen schlugen sie vor, dass ein entfernter exzentrischer Planet für die Bestimmung der Umlaufbahnen dieser Objekte verantwortlich ist. Dazu muss der Planet zehnmal so massereich sein wie die Erde, und seine Umlaufbahn muss in derselben Ebene liegen (jedoch mit einem Perihel von 180 Grad, das vom Perihel der Objekte abgelenkt ist).
Ein solcher Planet bietet nicht nur eine Erklärung für das Vorhandensein hochperihelionaler Sedna-ähnlicher Objekte, dh Planetoiden mit extrem exzentrischen Umlaufbahnen um die Sonne. Es hilft auch zu erklären, woher entfernte und stark abgelenkte Objekte aus dem äußeren Sonnensystem stammen, da ihre Herkunft bis heute unklar bleibt.
Wissenschaftler der Universität von Arizona - darunter die Professoren Renu Malhotra, Dr. Katrin Volk und Jiang Wong - nahmen in ihrer Arbeit eine andere Perspektive ein. Wenn sich der neunte Planet mit bestimmten hochexzentrischen Kuipergürtelobjekten kreuzte, spekulierten sie, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass seine Umlaufbahn mit diesen Objekten in Resonanz steht.
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Daher wurden kleine Körper aufgrund von Begegnungen mit großen Objekten, die ihre Umlaufbahnen verletzten, ständig aus dem Sonnensystem geworfen. Um ein Auswerfen zu vermeiden, müssen kleine Körper durch Orbitalresonanz geschützt werden. Und obwohl diese kleinen und großen Objekte Umlaufbahnen kreuzen können, kommen sie sich nie nahe genug, um sich gegenseitig zu beeinflussen.
Auf diese Weise blieb Pluto ein Teil des Sonnensystems, obwohl er eine exzentrische Umlaufbahn hatte, die regelmäßig den Weg des Neptun kreuzte. Obwohl sich die Umlaufbahnen von Neptun und Pluto kreuzen, kommen sie nie nahe genug heran, damit Neptuns Einfluss Pluto aus dem Sonnensystem verdrängt. Aus dem gleichen Grund haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass die von Batygin und Brown festgestellten Objekte des Kuipergürtels in Orbitalresonanz mit dem neunten Planeten liegen könnten.
In einem Brief an Universe Today berichteten Malhotra, Wolf und Wong über Folgendes:
„Die Kuipergürtelobjekte, die wir in unserer Arbeit untersucht haben, unterscheiden sich von anderen, weil sie sehr weit entfernte und sehr längliche Umlaufbahnen haben, aber ihre engste Annäherung an die Sonne ist nicht nah genug, um von Neptun signifikant beeinflusst zu werden. Wir haben also sechs dieser Objekte, deren Umlaufbahnen leicht von den bekannten Planeten unseres Sonnensystems beeinflusst werden. Aber wenn in mehreren a. Das heißt, es gab einen anderen Planeten von der Sonne, der noch nicht entdeckt wurde. Er würde sechs dieser Objekte betreffen."
Nachdem sie die Umlaufzeiten einer Reihe von Objekten untersucht hatten - Sedna, 2010 GB174, 2004 VN112, 2012 VP113 und 2013 GP136 -, kamen sie zu dem Schluss, dass ein hypothetischer Planet mit einer Umlaufzeit von 17.117 Jahren (mit einer Halbachse von 665 AU) notwendigerweise periodische Beziehungen zu diesen haben muss Objekte. Dies entspricht den Parametern von 10.000 bis 20.000 Jahren der Umlaufzeit, über die Batygin und Brown gesprochen haben.
Ihre Analyse macht auch Annahmen darüber, welche Art von Resonanz der Planet mit den bezeichneten Objekten hat. Die Umlaufzeit von Sedna sollte bei 3: 2, 2010 GB174 - 5: 2, 2994 VN112 - 3: 1, 2004 VP113 - 4: 1, 2013 GP136 - 9: 1 in Resonanz mit dem Planeten sein. Eine solche Resonanz hätte sich ohne einen großen Planeten einfach nicht bilden können.
„Damit eine spürbare Resonanz im äußeren Sonnensystem auftritt, muss eines der Objekte eine Masse haben, die einen starken Gravitationseffekt auf das andere haben könnte“, schreiben die Wissenschaftler. "Ungewöhnliche Kuipergürtelobjekte sind nicht massiv genug, um miteinander in Resonanz zu treten, aber die Tatsache, dass ihre Umlaufzeiten in den Bereich einfacher Beziehungen fallen, kann bedeuten, dass sie mit einem massiven unsichtbaren Objekt in Resonanz stehen."
Besonders ermutigend ist, dass ihre Ergebnisse den Bereich möglicher Standorte für Planet neun einschränken können. Da jede Orbitalresonanz eine geometrische Verbindung zwischen den beteiligten Körpern herstellt, können die Resonanzkonfigurationen dieser Objekte den Astronomen helfen, die richtigen Punkte in unserem Sonnensystem zu finden, nach denen sie suchen können.
Aber natürlich geben Malhotra und ihre Kollegen offen zu, dass noch einige unbekannte Variablen übrig sind und weitere Beobachtungen mit Forschung erforderlich sind, um die Existenz des neunten Planeten zu bestätigen:
„Es gibt viele Unsicherheiten. Die Umlaufbahnen dieser extremen Kuipergürtelobjekte sind nicht bekannt, da sie sich sehr langsam am Himmel bewegen und wir nur einen kleinen Bruchteil ihrer Umlaufbahnbewegung beobachten. Daher können ihre Umlaufzeiten von den aktuellen Schätzungen abweichen, und einige von ihnen können mit einem hypothetischen Planeten aus der Resonanz geraten. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Umlaufzeiten dieser Objekte zusammenhängen; Wir haben noch nicht viele solcher Objekte beobachtet und verfügen nur über begrenzte Daten."
Astronomen und wir werden weitere Beobachtungen und Berechnungen abwarten. In der Zwischenzeit müssen wir jedoch zugeben, dass die Möglichkeit der Existenz des neunten Planeten sehr faszinierend ist. Vielleicht gibt es in den Reihen der Planeten unseres Sonnensystems wieder alle neun Kämpfer (sorry Pluto).
