Unser Sonnensystem hat acht Planeten: So lautet der offizielle Stand, seit Pluto im Jahr 2016 zum Zwergplaneten degradiert wurde. Aber gibt es dort draußen jenseits von Neptun nicht vielleicht doch noch einen weiteren Planeten?
Seit einigen Jahren suchen Forscherinnen und Forscher nach einem solchen Planeten Neun. Nun haben sie in einer Vorabveröffentlichung (externer Link) neue Indizien vorgelegt, welche so deutlich wie nie zeigen sollen, dass es den angeblichen Planeten Neun wirklich gibt.
Seit Jahrhunderten: Suche nach Planet Neun
Ein französischer Mathematiker hatte den Planeten Neptun im Jahr 1846 quasi am Schreibtisch berechnet: Urbain Le Verrier hatte herausgefunden, dass es jenseits von Uranus noch einen Planeten geben muss, weil dieser bis dahin unbekannte Himmelskörper die Umlaufbahn des Uranus um die Sonne beeinflusst. Kurz darauf wurde Neptun aufgrund seiner errechneten Position am Himmel tatsächlich gefunden.
Seitdem gibt es immer wieder Spekulationen, dass es im Sonnensystem noch einen weiteren, neunten Planeten gibt. Zunächst galt der 1930 entdeckte Pluto als Planet, doch Jahrzehnte später stellte sich heraus, dass Pluto nur eines von Tausenden transneptunischen Objekten - kurz TNOs - ist. Das sind eisige, kleine Körper im äußeren Sonnensystem, die teilweise zehntausend bis zwanzigtausend Jahre für eine Runde um die Sonne brauchen. Ausgerechnet diese TNOs könnten nun die entscheidenden Hinweise geben, dass sich dort draußen noch ein weitaus größerer Himmelskörper verbirgt.
"Die Struktur des äußeren Sonnensystems zeigt Irregularitäten, die sich durch die bekannten Planeten nicht so einfach erklären lassen", sagt Thomas Müller vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. "Ein bislang hypothetischer Planet Neun könnte eine sehr elegante Erklärung dafür sein."
Viel größer als die Erde: Wo steckt Planet Neun?
Bei Planet Neun soll es ähnlich wie bei Neptun sein, der sich dadurch verraten hatte, dass er aufgrund seiner Schwerkraft die Umlaufbahn des Uranus beeinflusst. Konstantin Batygin und Mike Brown vom California Institute of Technology äußerten erstmals in einem Fachartikel aus dem Jahr 2016 (externer Link) die Vermutung, dass ein neunter Planet die Umlaufbahnen und Gruppierungen von speziellen Gruppen von TNOs beeinflusst. Anders ausgedrückt: Die Umlaufbahnen dieser TNOs sind ein wenig seltsam, aber wären überhaupt nicht seltsam, wenn es dort draußen einen weiteren Planeten gäbe.
In der neuen Veröffentlichung haben die Forscher nun ein Modell des Sonnensystems erstellt, das die Umlaufbahnen einer weiteren speziellen Art von TNOs erklären soll, nämlich Kleinkörper, die auch die Umlaufbahn von Neptun kreuzen. "Die Simulationen zeigen sehr deutlich, dass diese Bahnen ohne einen Planeten Neun praktisch nicht erklärbar sind", sagt Müller, der nicht an der Studie beteiligt war.
Batygin sagt: "Aus unseren Simulationen können wir die Umlaufbahn des Planeten sowie seine Masse berechnen. Planet Neun ist rund fünfmal so massereich wie die Erde. Aber wir wissen nicht, woraus er besteht: Fünf Erdmassen Gestein sind von der Schwerkraft her gesehen genau gleich wie fünf Erdmassen Eisball mit einer Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium, oder wie fünf Erdmassen Hamburger." Nun ist das letzte Szenario eher unwahrscheinlich. Batygin selbst geht davon aus, dass es sich bei Planet Neun um eine kleinere Version von Uranus und Neptun handelt, also einem eisigen Planeten mit einer Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium.
"Aus unseren verschiedenen Modellen können wir darauf schließen, dass Planet Neun derzeit wahrscheinlich mehr als sechshundertmal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde", sagt Batygin. "Aus dieser Entfernung würde die Sonne vom Planet Neun aus gesehen einfach nur wie ein heller Stern am Nachthimmel aussehen." Das mag zwar eine interessante Vorstellung sein, aber die große Entfernung des hypothetischen Planeten Neun bringt auch seine Nachteile mit sich – wie die Tatsache, dass es sich bislang als schwierig gestaltet, ihn zu finden und damit zu beweisen, dass es ihn gibt.
"75 Prozent des möglichen Raums abgegrast"
"Von den Beobachtungen her wurden schon 75 Prozent des möglichen Raums, wo Planet Neun sein könnte, abgegrast. Und es wurde nichts gefunden", sagt Susanne Pfalzner vom Forschungszentrum Jülich.
Die restlichen 25 Prozent sind für Beobachtungen schwer zugänglich – beispielsweise, weil sie in der galaktischen Ebene liegen, die voller Sterne und somit sehr hell ist. Das schwache Licht und die geringe Eigenbewegung eines weit entfernten Planeten würden dort kaum auffallen. Deshalb sagt Pfalzner: "Von den Beobachtungen her ist es nicht so wahrscheinlich, dass man Planet Neun finden wird."
Genau das aber ist ein Problem, denn: "Ich glaube, der einzige Beweis für Planet Neun, den alle akzeptieren würden, wäre, ihn zu beobachten, ihn nachzuverfolgen und zu sehen, wie er seine Bahn ändert", sagt Müller. Dass dies trotz jahrelanger Suche bislang noch nicht gelungen ist, mag auch ein Grund sein, warum die anfängliche Euphorie aus dem Jahr 2016 verflogen ist.
Welche Erklärungsmodelle es noch gibt
In der Zwischenzeit haben Forscherinnen und Forscher auch andere Modelle entwickelt, um die seltsamen Umlaufbahnen der TNOs zu erklären. Pfalzner zum Beispiel arbeitet an einem alternativen Szenario ohne einen zusätzlichen Planeten: "Da geht es darum, dass in der Vergangenheit ein Stern nahe am Sonnensystem vorbeigeflogen ist und diese Objekte beeinflusst hat", sagt sie.
Eine weitere Möglichkeit: Vielleicht sind die seltsamen Umlaufbahnen der TNOs überhaupt nicht seltsam. "Im Augenblick gibt es sehr starke Indizien für Planet Neun", sagt Müller. "Aber vielleicht stellt sich heraus, dass wir aufgrund von falschen Annahmen auf der Suche nach Planet Neun sind." Es sind derzeit rund 3.300 transneptunischer Objekte bekannt.
Durchbruch mit neuem Teleskop?
Im nächsten Jahr soll allerdings ein Großteleskop namens "Vera C. Rubin Observatory" seinen Betrieb aufnehmen, das unter anderem darauf spezialisiert ist, kleine Objekte im Sonnensystem zu kartografieren. Während Forscher wie Konstantin Batygin hoffen, mit diesem Großteleskop endlich Planet Neun zu sehen, wird das Gerät auch rund 40.000 bislang unbekannte TNOs beobachten. Durchaus möglich, dass sich dann herausstellt, dass sich die bislang beobachteten Irregularitäten im äußeren Sonnensystem als Resultat einer zu kleinen Stichprobe entpuppen.
Die Frage, ob es einen Planeten jenseits von Neptun gibt, wird wahrscheinlich innerhalb des nächsten Jahrzehnts geklärt werden können. Dann hätte die jahrhundertelange Spekulation ein Ende und wir wüssten endgültig, wie viele Planeten es in unserem Sonnensystem gibt.
Das ist die Europäische Perspektive bei BR24.
"Hier ist Bayern": Der BR24 Newsletter informiert Sie immer montags bis freitags zum Feierabend über das Wichtigste vom Tag auf einen Blick – kompakt und direkt in Ihrem privaten Postfach. Hier geht’s zur Anmeldung!