Bewijzen voor een negende planeet voorbij Pluto

Naar een "planeet X", met een baan voorbij Neptunus, wordt al eeuwen gezocht en die zoektocht is bezaaid met vergezochte beweringen en zelfs met duidelijk bedrog. De nieuwe bewijzen komen echter van twee gerespecteerde astronomen, Konstantin Batygin en Mike Brown van het California Institute of Technology (Caltech).

Batygin en Brown hebben de aanwezigheid van planeet X afgeleid uit de merkwaardige groepering van zes al langer bekende objecten die een omloopbaan hebben voorbij Neptunus. Volgens de astronomen is er slechts een kans van 0,007 procent, of zowat een op 15.000, dat die groepering toeval zou kunnen zijn. In de plaats van toeval, zeggen zij, heeft een planeet met een massa van tien keer die van de aarde de zes objecten in hun vreemde elliptische banen gedreven, banen die bovendien schuin staan op het eclipticavlak van het zonnestelsel, het vlak waarin de banen van de planeten min of meer liggen.

Uit computersimulaties en analyses van de banen van de objecten blijkt volgens de astronomen dat planeet X ook een baan heeft die schuin staat op dat vlak, maar die de andere kant uitwijst. Bovendien heeft de planeet een erg lange baan, die haar ver weg van de zon brengt. Het perihelium van planeet X, het punt waarop de planeet de zon het dichtst nadert, ligt volgens Brown en Batygin zeven keer verder dan Neptunus, of 200 astronomische eenheden. Een astronomische eenheid (AE) is de afstand tussen de aarde en de zon, ruwweg zo'n 150 miljoen kilometer.

Het verste punt van de zon voor de planeet zou zelfs tussen 600 en 1.200 AE's kunnen liggen, ver voorbij de Kuipergordel, een gordel met kleine ijzige objecten die begint voorbij Neptunus, op zo'n 30 AE's van de zon. Die afstand maakt dat we onze opvattingen over de omvang van het zonnestelsel drastisch zullen moeten herzien, als het bestaan van planeet X bevestigd wordt.

De hypothese van de planeet verklaart ook een aantal andere merkwaardige banen van objecten, en ze kan getest worden aan de hand van nieuwe waarnemingen.

Volgens de onderzoekers worden de excentrieke banen van een aantal objecten het best verklaard door de aanwezigheid van een negende planeet (diagram: Caltech/R. Hurt (IPAC)

Hoe zou planeet X ontstaan zijn, en hoe is ze in die verre baan terechtgekomen? Onderzoekers denken al lang dat de planeten in ons zonnestelsel ontstaan zijn met vier planeetkernen, die dan al het gas rond hen opgenomen hebben, wat dan geleid heeft tot de vier gasplaneten, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. In de loop van de tijd zijn ze dan door botsingen en uitwerpingen gevormd en in hun huidige banen terechtgekomen. 

"Maar er is geen reden waarom er geen vijf kernen geweest kunnen zijn, in de plaats van vier" zegt Brown op de site van Caltech. Planeet 9 of X kan dan uit die vijfde kern ontstaan zijn, en als ze te dicht bij Jupiter of Saturnus gekomen zou zijn, kan ze in haar huidige, verre en zonderlinge baan geworpen zijn.

Het is ironisch dat Brown nu pleit voor het bestaan van een negende planeet, aangezien hij beter bekend is als de man die de negende planeet "vermoord" heeft. In 2005 ontdekte hij Eris, een verafgelegen ijzige wereld die bijna even groot is als Pluto.

Dat maakte duidelijk dat Pluto, toen nog de negende planeet, slechts een van de vele objecten in de Kuipergordel was, en dus de status van planeet niet verdiende.

Pluto werd daarop door de astronomen gedegradeerd tot dwergplaneet, iets dat de dochter van Brown hem nog steeds kwalijk neemt. Aan de Washington Post zei Brown dat zijn dochter enige tijd geleden zei dat ze hem alleen zou kunnen vergeven als hij een nieuwe planeet zou ontdekken, en dat het dus een beetje door haar is dat hij op deze materie heeft gewerkt.

Brown heeft later ook Sedna ontdekt, een object dat nog iets kleiner is dan Erin en Pluto, maar hij noemt deze ontdekking de meest sensationele: "Pluto vermoorden was leuk, Sedna vinden was wetenschappelijk gezien interessant, maar dit steekt met kop en schouders boven al de rest uit", zo zei hij in Science.

Dat planeet X wel degelijk een planeet is, en geen dwergplaneet zoals Pluto, daar bestaat volgens Brown geen twijfel over. "Zelfs ik zou daar niet over discussiëren", zo zei hij. Met een massa die 5.000 keer de massa van Pluto is, domineert de planeet met haar zwaartekracht haar omgeving in het zonnestelsel. Het is zelfs zo dat ze een groter deel van het zonnestelsel domineert dan om het even welke ander planeet, een feit dat haar volgens Brown "de meest planeetachtige planeet in het hele zonnestelsel" maakt.

Niet iedereen is overtuigd door de bewijzen van Batygin en Brown. Zo zegt planetair expert Dave Jewitt, de man die de Kuipergordel ontdekt heeft, dat de statistische significantie van hun berekeningen lang niet voldoende is, en dat hij al meer van dergelijke beweringen heeft zien komen en gaan.

Ook Brown beseft dat men niet echt in de ontdekking zal geloven, tot iemand planeet X in de zoeker van zijn telescoop krijgt. "Tot er een directe waarneming is, is het een hypothese, zelfs een potentieel zeer goede hypothese", zei hij aan Science.

Het goede nieuws is dat Brown nu wel een idee heeft waar men moet zoeken. De planeet vinden zal immers niet makkelijk zijn, aangezien ze zeer ver van de zon staat en dus maar weinig licht weerkaatst. Brown en Batygin hebben nu echter ruwweg een idee van de omloopbaan van de planeet, maar ze weten niet waar planeet X zich bevindt op die baan. 

Als de planeet zich dicht bij het perihelium bevindt, dicht bij de zon dus, zouden astronomen volgens Brown haar moeten kunnen zien in beelden die al eerder gemaakt zijn. Als ze zich op het verste punt van haar baan bevindt, zullen de grootste telescopen ter wereld nodig zijn, zoals de dubbele 10 meter-telescopen van het W.M. Keck Observatory en de Subaru Telescope op Mauna Kea in Hawaii, om haar te kunnen zien. Als planeet X zich ergens tussenin bevindt, dan hebben veel telescopen kans om de planeet te ontdekken.

"Ik zou haar dolgraag ontdekken", zei Brown op de website van Caltech. "Maar ik zou ook volmaakt gelukkig zijn, als iemand anders haar zou vinden. Daarom hebben we deze studie gepubliceerd. We hopen dat andere mensen erdoor geïnspireerd raken en beginnen te zoeken." Overigens gaat hij zelf ook op zoek, want zijn team mag de grote telescopen op Hawaï een tijd gebruiken.

De studie van Brown en Batygin is gepubliceerd in The Astronomical Journal.

Het Mauna Kea Observatory op Hawaï met van links naar rechts de Subaru Telescope, het W. M. Keck Observatory en de NASA Infrared Telescope Facility (Foto: Alan L.)