Ein neunter Planet im Sonnensystem?

Mit der Einordnung von Pluto als Zwergplanet, der Entdeckung von Eris als bislang schwerstem Objekt im Sonnensystem jenseits des Neptun sowie dem Auffinden von Körpern wie Sedna mit rätselhaften Umlaufbahnen hat das äußere Sonnensystem schon oft für Überraschungen unter Astronomen gesorgt. Nun erregt eine Veröffentlichung von Astronomen des California Institute of Technology große Aufmerksamkeit, wonach ein neunter Planet in sehr großer Entfernung von der Sonne existieren könnte. Welt der Physik sprach mit Harald Krüger vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen über diesen neuen Vorschlag der Forscher.

Welt der Physik: Gestern wurde in einer Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Astronomical Journal“ ein neunter, großer Planet im äußeren Sonnensystem vorgeschlagen, dessen Existenz die Bewegungen anderer Objekte in dieser Region erklären könnte. Was ist Ihre erste Reaktion?

Harald Krüger: Zunächst war ich überrascht, doch andererseits vermuten wir ohnehin Millionen von Objekten in diesem äußersten Gebiet des Sonnensystems, zu dem auch der Kuipergürtel zählt. Pluto gehört dort zu den größten Körpern, doch es sind auch noch größere bekannt. Somit wäre dieser große, neunte Planet eher eine Erweiterung des äußeren Sonnensystems, wie wir es schon teilweise kennen, als etwas völlig Unerwartetes.

Harald Krüger

Worauf beruht die Analyse, die nun zur Vorhersage des neunten Planeten geführt hat? Ist sie vergleichbar mit der erfolgreichen Vorhersage des Planeten Neptun im 19. Jahrhundert?

Die Analyse beruht auf der Auswertung der Bewegungen von nur sechs Objekten, die im äußersten Sonnensystem bekannt sind. Wir vermuten, dass es dort noch sehr viel mehr Himmelskörper auf ähnlichen Bahnen gibt, doch bislang sind nur diese sechs in jener Region gefunden worden. Die Eigenschaften ihrer Bewegung um die Sonne wurden nun von den Autoren Mike Brown und Konstantin Batygin untersucht. Sie beschreiben mathematisch fundiert, dass es sehr unwahrscheinlich wäre, dass diese Objekte zufällig auffallend ähnlichen Bahnen um die Sonne folgen und kommen so zu ihrer Schlussfolgerung.

Der Planet Neptun war seinerzeit vorhergesagt worden, indem man Störungen in der Umlaufbahn des schon bekannten Planeten Uranus untersucht hatte, die man sehr genau beobachten konnte. So konnte sogar die genaue Region des Himmels vorhergesagt werden, in der Neptun zu finden sein müsste, was dann auch zutraf. Im aktuellen Fall sind die Bahnen der untersuchten Objekte aber weniger genau bekannt, und auch die aktuelle Position des vorgeschlagenen Planeten auf seiner sehr weitläufigen Bahn um die Sonne kann nicht genau vorhergesagt werden.

Der Zwergplanet Pluto

Welche Gestalt hätte der Planet vermutlich, wenn er tatsächlich an seiner vorgeschlagenen Position läge und die vorhergesagte Masse von etwa dem Zehnfachen der Erde zutreffen würde?

Es würde sich sehr wahrscheinlich um ein kompaktes, eisiges Objekt handeln, wie es in den äußersten Regionen des Sonnensystems üblich ist, und wie wir es von Pluto dank des Vorbeiflugs der Raumsonde New Horizons inzwischen auch genau wissen.

Besteht die Hoffnung, den vorgeschlagenen Planeten mit dem Spitznamen „Planet 9“ mit aktuellen Teleskopen zu finden? Welche Instrumente wären am besten geeignet?

Ich bin sicher, dass Astronomen nun aktuelle Teleskope bemühen werden, um den vorgeschlagenen Planeten zu finden. Softwaregestützte automatische Suchprogramme  können dabei sehr hilfreich sein, allerdings gibt es auch ein sehr großes Himmelsgebiet abzusuchen und in der großen Entfernung wäre das Objekt voraussichtlich sehr leuchtschwach.

Das ideale Werkzeug zur Entdeckung eines so kalten Objekts wäre sicherlich das Herschel-Weltraumteleskop der ESA gewesen, das die schwache Wärmestrahlung im fernen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums hätte beobachten können. Doch leider ist dieses Teleskop seit 2013 nicht mehr in Betrieb.

Mögliches Schema der Umlaufbahnen

Lässt sich die Position des vorgeschlagenen Planeten, so weit von der Sonne entfernt, in bisherige Modelle von der Entstehung des Sonnensystems einfügen?

Vermutlich ja. Computermodelle beschreiben die Bewegungen der Planeten und kleineren Körper im Sonnensystem über Millionen und Milliarden von Jahren. Für die Entwicklung der Umlaufbahn des vorgeschlagenen Planeten wäre sicherlich die Wechselwirkung mit Neptun als dem äußersten der Gasplaneten entscheidend.

Was könnte der nächste Schritt sein, um die Frage zu klären, ob es den vorgeschlagenen Planeten wirklich gibt?

Modelle und statistische Untersuchungen sind wichtige Werkzeuge, aber letztlich kommt es auf die Beobachtung an. Die Datenbasis von sechs ausgewerteten Objekten ist nicht sehr groß und möglicherweise ist die Untersuchung dadurch verzerrt, dass eben nur diese wenigen Körper in der Nachbarschaft bekannt sind, in der wir noch viel mehr von ihnen vermuten.

Umso wichtiger ist es deshalb, weitere Objekte in den äußersten Regionen des Sonnensystems direkt zu beobachten – sowohl, um womöglich den vorgeschlagenen Planeten zu finden, als auch um weitere der eventuell von ihm abgelenkten Objekte zu entdecken und mehr über das Gesamtbild zu erfahren.