Ferne Asteroiden und unklare Spuren

In der Wissenschaft passiert selten etwas aus dem Nichts heraus; neue Erkenntnisse gewinnt man nur in Ausnahmefällen von heute auf morgen. So ist es auch bei der Suche nach Planet X. Wenn man die Fachliteratur durchsieht, findet man eine Vielzahl von Arbeiten, die anhand von Kometen über weitere Planeten im äußeren Sonnensystem spekulieren und teilweise bis in die 1990er Jahre oder noch weiter zurückreichen. Auch rein theoretische Überlegungen zur Planetenentstehung enthalten oft Vermutungen über weitere Planeten. Einen kompletten historischen Überblick über all diese Arbeiten zu geben, liegt außerhalb der Möglichkeiten dieses Artikels, daher geht es im Folgenden um einige der aktuelleren Arbeiten, die seit 2010 erschienen sind.

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Asteroiden hinter der Bahn des Neptun kennt man erst seit 1992 (oder 1930, wenn man Pluto inkludiert). Kometen dagegen schon viel länger. Sie wurden beobachtet, sobald Menschen in der Lage waren, zum Himmel zu schauen und zu verstehen, was dort vor sich geht. Neben den sogenannten kurzperiodischen Kometen, die Teil des "normalen" Bereichs des Sonnensystems sind und nicht länger als 200 Jahre für einen Umlauf brauchen, gibt es auch die langperiodischen Kometen.

Die sehen wir meist nur einmal: Sie brauchen Jahrtausende oder Jahrzehntausende für eine Runde um die Sonne. Sie waren es auch, die uns auf die Existenz der Oortschen Wolke hingewiesen haben, das Reservoir, aus dem all die fernen Besucher kommen müssen. Und sie sind es, die uns einen kleinen Blick auf das ermöglichen könnten, was dort vor sich geht.

Kometen mit ungewöhnlichen Bahnen

Man geht davon aus, dass die Oortsche Wolke eine kugel(schalen)förmige Region ist, die das Sonnensystem umgibt. Die Objekte, die sich dort befinden, sollen in der chaotischen Frühzeit unseres Systems dort hinausgeschleudert worden sein und sich deswegen auch überall rund um die Sonne herum angesammelt haben. Wenn nun Brocken aus Fels und Eis von dort ab und zu zurück in Richtung des inneren Sonnensystems gelangen, erwarten wir daher auch, dass sie das aus allen Richtungen tun. Und im Prinzip beobachtet man das auch - ansonsten wäre man damals gar nicht erst auf die Idee gekommen, dass es die Oortsche Wolke gibt.

  • Uranus! (Bild: NASA/JPL-Caltech)
  • Pluto und sein Mond Charon auf der ersten Farbaufnahme von New Horizons während des Anflugs auf das System (Bild: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)
  • Pluto! Super-Himmelskörper, aber ständig Anlass für Streit (Bild: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)
  • Große, runde Asteroiden von denen einige als Zwergplaneten bezeichnet werden, andere jedoch nicht (Bild: BilderMax, CC-BY-SA 3.0)
  • Oortsche Wolke: Größenvergleich zum Rest des Sonnensystems. Ebenfalls eingezeichnet ist die Bahn des Asteroiden Sedna. (Bild: NASA, public domain)
  • Schematische Darstellung von Kuipergürtel und Oortscher Wolke (Bild: NASA)
  • Sedna ist so weit entfernt, dass man nur einen winzigen Lichtpunkt erkennen kann. (Bild: NASA)
  • Argument des Perihels (Bild: Florian Freistetter)
  • So soll Planet 9 aussehen. (Bild: Caltech/R.Hurt (IPAC)
  •  Mike Brown stellt am 20. Januar 2016 vor einer Computersimulation des Planet 9 neue Erkenntnisse vor. (Bild: Mario Anzuoni/Reuters)
Schematische Darstellung von Kuipergürtel und Oortscher Wolke (Bild: NASA)
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Je mehr Kometen im Laufe der Zeit aber entdeckt wurden, desto interessanter wurde die Sache. Eine genaue Analyse der Bahnen langperiodischer Kometen ließ vermuten, dass sie eben nicht gleichmäßig aus allen Richtungen kommen. Eine bestimmte Gruppe von Kometen hatte ungewöhnliche Bahnen, die kleiner waren und deren sonnennächste Punkte viel weiter weg lagen als erwartet.

Eine Erklärung für dieses Verhalten könnte der Einfluss der galaktischen Gezeiten sein. Sie funktionieren im Prinzip so wie die auf der Erde vom Mond ausgelösten Gezeiten, nur dass diesmal eben die Gravitation aller Sterne der Milchstraße dafür verantwortlich ist. Aber das scheint nicht zu reichen.

Im April 2010 haben die beiden amerikanischen Astronomen John Matese und Daniel Whitmire eine ausführliche Analyse dieser Kometenbahnen veröffentlicht (Persistent Evidence of a Jovian Mass Solar Companion in the Oort Cloud). Wenn man nur den Einfluss der bekannten Planeten und der galaktischen Gezeiten berücksichtigt, so ihre Modellrechnungen, dann erhält man eine Verteilung von Kometenbahnen, die von der beobachteten Verteilung abweicht. Es braucht also noch zusätzliche Faktoren, um erklären zu können, warum die beobachteten Kometen sich so verhalten, wie sie es tun.

Ein Stern, der vor langer Zeit vorbeizog?

Natürlich besteht auch immer die Möglichkeit, dass wir einfach noch zu wenig Kometen beobachtet haben und alles nur eine zufällige statistische Fluktuation ist. Es könnte aber auch sein, dass die Kometen durch einen Stern beeinflusst worden sind, der früher einmal in der Nähe der Oortschen Wolke vorübergezogen ist.

Diese Hypothese ist gar nicht so weit hergeholt, wie sie vielleicht klingt. Wir wissen, dass Sterne so gut wie nie allein entstehen, sondern immer gemeinsam mit vielen anderen Sternen aus riesigen kosmischen Gaswolken. Das ist auch bei unserer Sonne so gewesen, und es hat ein wenig gedauert, bis all ihre "Geschwister" sich entfernt haben. Einer dieser Sterne könnte für die Verteilung der Kometenbahnen verantwortlich gewesen sein, und das ist auch einer der Gründe, der diese Art von Forschung für die Astronomen so interessant macht. Es geht nicht unbedingt nur darum, einen Planet X zu finden - sondern darum, mehr über die Vergangenheit unseres Sonnensystems und seine Entstehung zu erfahren.

Aber neben Zufall und störenden Geschwistersternen ist eben auch der Einfluss eines großen Planeten eine mögliche Erklärung für das Verhalten der Kometen. Matese und Whitmire kommen in ihrer Arbeit zu dem Schluss, dass so ein Planet, dem sie den Namen Tyche gegeben haben, ungefähr viermal so schwer wie Jupiter sein muss und ungefähr 15.000-mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde.

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 Planeten X müssen weit weg seinAsteroiden mit merkwürdigen Umlaufbahnen 
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AnnonymerAnalph... 03. Feb 2016

... fällt bei dem unreflektierten "Hype" mancher Medien auf. Danke.

Basinator 03. Feb 2016

+ 0,99...

FlorianFreistetter 01. Feb 2016

Eigentlich sollte es hier ein Bild geben mit einer möglichen (möglichen! Man weiß noch...

PearNotApple 01. Feb 2016

Daumen hoch auch von mir. Man lernt viel bei Golem.



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