Grenzwissenschaft: Neues von Planet Nine

Darstellung der Umlaufbahn des vermuteten Neunten Planeten (orange), dessen Gravitation die Umlaufbahnen zweier Populationen von Objekten im Kuiper-Gürtel (blau u. magenta) beeinflussen könnte (Illu.). Copyright/Quelle: Caltech/R. Hurt (IPAC)

Seit im vergangenen Januar zwei Astronomen des California Institute of Technology (CalTech) anhand von übereinstimmenden ungewöhnlichen Bahneigenschaften von sechs großen Objekten im Kuiper-Gürtel (KBO) auf die Existenz eines weiteren großen Felsplaneten am äußersten Rande des Sonnensystem schlossen (…GreWi berichtete), sind Astronomen weltweit darum bemüht, diesen dann „Neunten Planeten“ auch durch direkte Beobachtungen nachzuweisen. Jetzt haben verschiedene Astronomen neue Informationen zu „Planet Nine“ (P9) vorgestellt.

Wie Susanna Kohler in einem Übersichtsartikel auf der Internetseite der American Astronomical Society (AAS) berichtet, liegen derzeit drei neue Arbeiten zur a) Umlaufbahnresonsanz von vier KBOs vor, die ebenfalls wie Existenz eines noch unbekannten massereichen Körpers nahelegen, sowie b) Simulationen der möglichen Zusammensetzung einer Atmosphäre um den hypothetischen Planeten als auch c) eine Studie, die die mögliche derzeitige Position von Planet Nine auf seiner bis zu 20.000 Jahre dauernden Umlaufbahn um die Sonne eingrenzt.

Grafische Umsetzung der Umlaufbahnen der vier langperiodigsten Objekte im Kuiper-Gürtel gemeinsam mit der Abbildung verschiedener Modelle zur Winkelgeschwindigkeit von Planet Nine (rot, rechts).

Copyright/Quelle: Malhotra et al. 2016, The Astrophysical Journal

Renu Malhotra und Kollegen vom Lunar and Planetary Laboratory an der University of Arizona’s Lunar haben sich in ihrer Studie der Umlaufbahnen der vier Kuiper-Gürtel-Objekte (KBOs) mit der längsten Umlaufzeit angenommen. Dabei haben die Forscher festgestellt, dass Sedna, 2010 GB174, 2004 VN112, 2012 VP113 Umlaufperioden mit ganzzahligen Verhältnissen zu einander aufweisen – zueinander also in sog. Resonanz stehen. Dieser Umstand, so legen es die Autoren im „The Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.3847/2041-8205/824/2/L22) dar, könnte darauf hindeuten, dass sie gemeinsam von einem entfernten massereichen Körper in diese Resonanz gelenkt werden.

Grafik zur möglichen derzeitigen Position von Planet Nine (grüne und rote Abschnitte) am beobachtbaren Himmel. Die schwarzen Segmente markieren jene Abschnitte der hypothetischen Umlaufbahn, die die Autoren anhand ihrer Berechnungen ausschließen.

Copyright/Quelle: Malhotra et al. 2016, The Astrophysical Journal

Laut den Berechnungen der Forscher könnte ein Planet mit einer Umlaufzeit vom ~17.117 Jahren und einer großen Halbachse von ~665 Astronomischen Einheiten (AE = Abstand Erde-Sonne) für die Resonanzeigenschaften der vier KBOs verantwortlich sein. Sollte sich dies bestätigen, könnten mit Hilfe dieser Erkenntnis auch dessen Umlaufbahn noch genauer beschrieben und dadurch auch auf seine derzeitige Position darauf geschlossen werden.

Die Bestimmung des derzeitigen Aufenthaltsortes ihres „Neunten Planeten“ ist auch das Anliegen seiner Entdecker bzw. Erstbeschreiber Brown und Batygin: Anhand neuer ausführlicher Simulationen und einem Abgleich der Ergebnisse mit tatsächlich beobachtbaren astronomisch-astrophysikalisch Phänomenen – etwa der Verteilung von KBOs im Kuiper-Gürtel – glauben die beiden Astronomen die derzeitige Position von P9 weiter eingrenzen zu können.

Grafische Darstellung der Suche nach der derzeitigen Position von P9 am Himmel: Die farblich markierten Segmente wurden oder werden noch von früheren, derzeitigen oder baldigen Himmelsdurchmusterungen abgedeckt, die den Planeten finden könnten und deren Daten derzeit bzw. zukünftig nach Hinweisen auf Planet Nine durchsucht werden. Die schwarz markierten Segmente stellen Himmelsregionen dar, in denen sich P9 derzeit „verstecken“ könnte.

Copyright/Quelle: Brown & Batygin 2016, The Astrophysical Journal

Wie Batygin und Brown ebenfalls im „Astrophysical Journal Letters“ (DOI:10.3847/2041-8205/824/2/L23) berichten, können sie mittlerweile schon fast zwei Drittel der zuvor schon beschrieben hypothetischen Umlaufbahn von Planet Nine als die derzeitige Position des Planeten ausschließen. Demnach nähert sich P9 derzeit wohl seinem sogenannten Aphel, also seinem sonnenfernsten Punkt einer Umlaufbahn um die Sonne und besitze hier derzeit eine scheinbare Helligkeit von 22 < V < 25.

Während andere Astronomen derzeit noch darum bemüht sind, überhaupt herauszufinden, ob es den vorhergesagten Planeten überhaupt gibt, hat sich das Team um Jonathan Fortney von der University of California in Santa Cruz bereits mit der Frage beschäftigt, ob und welche Atmosphäre der bislang unentdeckte Planet haben könnte.

Statt davon auszugehen, dass es sich aufgrund seiner gewaltigen Entfernung von der Sonne bei Planet Nine um einen „dunklen“ und damit nur schwer zu findenden Körper handelt, haben die Astrophysiker anhand der bislang beschriebenen Bahnberechnungen, seiner angenommenen Masse und inneren Struktur in Simulationen P9 genau so behandelt, wie andere große Planeten des Sonnensystems.

Das auch im „Astrophysical Journal Letters“ (DOI:10.3847/2041-8205/824/2/L25) dargelegte Ergebnis dieser Simulationen ist ein wahrscheinlich sehr kalter Planet mit einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur von -238,15 bis -223,15 Grad Celsius (zum Vergleich: Neptun ist etwa -200 Grad kalt). Vor diesem Hintergrund spekulieren die Autoren darüber, dass auf P9 wahrscheinlich Methan aus der Atmosphäre kondensiert und so das Spektrum der Sonnenlichtreflexion deutlich beeinflusst: „Der Planet könnte dadurch deutlich blauer erscheinen und so sehr viel eher Uranus und Neptun gleichen.“ Damit läge der so beschriebene Planet noch gerade so im von der WISE-Mission detektierbaren Spektrum. Allerdings habe eine Suche in den WISE-Daten durch die Autoren habe bislang jedoch keine Ergebnisse erbracht.

Quelle: http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/neues-von-planet-nine20160630/