Die angebliche Entdeckung eines neuen Planeten im äußeren Sonnensystem hat in den letzten Tagen für viel Aufsehen gesorgt. Dabei sind die Menschen schon seit mehr als 200 Jahren damit beschäftigt, neue Planeten im äußeren Sonnensystem zu vermuten, zu suchen und auch zu finden. In einer kurzen vierteiligen Artikel-Serie möchte ich diese lange Geschichte ein wenig ausführlicher darstellen um am Ende die aktuellen Ergebnisse vernünftig darstellen und einordnen zu können.
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In der ersten Folge meiner Serie über die lange Geschichte der Suche nach dem “Planet X” habe ich die spannende Zeit zwischen 1781 und 1989 beschrieben. Da hat man nicht nur drei neue Planeten entdeckt (darunter ein “echter” und ein “falscher” Planet X) sondern am Ende auch festgestellt, dass die Astronomie eigentlich gar keinen Bedarf mehr an unbekannten Planeten hat. Die Hinweise denen die lange Suche zu verdanken war, hatten sich als Ungenauigkeit bei der Messung von Neptuns Masse herausgestellt. So wie das Sonnensystem beschaffen war, war alles in Ordnung. Es gab keinen Grund, in seinen äußeren Bereichen irgendwelche unbekannten Planeten anzunehmnen.

Pluto! Super Himmelskörper, aber ständig Anlass für Streit... (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)

Das änderte sich am 30. August 1992. Da entdeckten David Jewitt und Jane Luu den Himmelskörper mit dem Namen “1992 QB1”. Er befand sich noch weiter von der Sonne entfernt als Pluto und war der erste Himmelskörper, der in dieser fernen Region gefunden wurde. In einigen Medien wurde das damals als die Entdeckung eines “zehnten Planeten” gefeiert. Den Astronomen war aber von Anfang an klar, dass man hier “nur” einen Asteroiden gefunden hatte. Sein Durchmesser beträgt ungefähr 167 Kilometer, was auch bei sehr viel Enthusiasmus nicht ausreicht, um aus dem fernen Felsbrocken einen Planeten zu machen.

Das bedeutet aber nicht, dass die Entdeckung von 1992 QB1 keine außergewöhnliche und wichtige Sache war! Schon 1943 stellte der irische Astronom Kenneth Edgeworth eine Theorie auf, nach der sich außerhalb der Neptunbahn ein großer Asteroidengürtel befinden könnte. Eine ähnliche Theorie entwarf auch 1951 der Amerikaner Gerard Kuiper. Fern der Sonne sollten sich jede Menge Objekte befinden, die während der Entstehungsphase der Planeten vor 4,5 Milliarden Jahren übrig geblieben sind. So wie in den inneren Regionen ballte sich im jungen Sonnensystem auch dort draußen der Staub zu Fels- und Eisbrocken diverser Größen zusammen. Aber weit entfernt von der Sonne bewegten sich die Objekte langsamer; es gab weniger Kollisionen und die Himmelskörper konnten nur langsam wachsen.

Bis auf wenige Ausnahmen sind die Asteroiden im inneren Sonnensystem alle verschwunden; sie wuchsen zu Planeten heran bzw. wurden von den herangewachsenen Planeten zerstört, in die Sonne oder aus dem Sonnensystem hinaus geschleudert. Im äußeren Sonnensystem aber blieben sie, was sie waren. Sie schafften es nicht, große Planeten zu bilden.

Eine plausible Hypothese die nun durch die Entdeckung von Jewitt und Luu bestätigt wurde. Mit 1992 QB1 hatten sie den ersten Asteroiden des Kuipergürtels (So wird diese Ansammlung von Asteroiden meistens genannt – “Edgeworthgürtel” wäre eigentlich der gerechtere Name) entdeckt!

Obwohl: Wenn man genau sein möchte, dann handelt es sich allerdings um das zweite Objekt im Kuipergürtel. Denn in den folgenden Jahren entdeckten die Astronomen immer weitere Asteroiden des Kuipergürtels. Einige davon noch weiter entfernt; einige aber auch direkt dort, wo sich Pluto befindet. Schon 1993 war eine ganze Gruppe von Asteroiden bekannt, die sich um Pluto versammelt hatten (die sogenannten “Plutinos”) und damals begannen die Astronomen auch darüber nachzudenken, ob es eigentlich noch angebracht ist, Pluto als “Planet” zu bezeichnen.

Mit einem Durchmesser von knapp 2400 Kilometer war Pluto zwar recht groß für einen Asteroid. Aber auch recht klein für einen Planeten. Außerdem war seine Bahn ziemlich seltsam und sah eigentlich eher so aus, wie man es von den Bahnen der Asteroiden gewohnt war. Pluto war ein vergleichsweise kleiner Himmelskörper, der sich auf einer asteroidenähnlichen Bahn gemeinsam mit vielen anderen Asteroiden inmitten eines Asteroidengürtels um die Sonne bewegt. Der Schluss lag nahe: Pluto ist einfach “nur” ein großer Asteroid; vielleicht sogar der größte Asteroid im Kuipergürtel.

Die Situation war vergleichbar mit der zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Auch da war man auf der Suche nach einem unbekannten Planeten; auch da fand man einen passenden Himmelskörper; auch da stellte man fest, dass die Suche unter falschen Voraussetzungen stattfand und es eigentlich gar keinen Grund dafür gab und auch da stellte sich der “Planet” später als großer Asteroid heraus. Ich habe diese Geschichte hier ausführlich erzählt und sie scheint sich fast 200 Jahre später zu wiederholen. Damals war es Ceres, entdeckt am 1. Januar 1801 und als lang gesuchter Planet zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter gefeiert. Erst später stellte sich heraus, dass sich dort ein Asteroidengürtel befindet und Ceres mit seinen fast 1000 Kilometer Durchmesser nur der größte der dortigen Asteroiden ist. Aber den Status eines Planeten trug er trotzdem einige Jahrzehnte.

Große, runde Asteroiden von denen ein paar als "Zwergplaneten" bezeichnet werden und ein paar nicht (Bild: BilderMax, CC-BY-SA 3.0)

Große, runde Asteroiden von denen ein paar als “Zwergplaneten” bezeichnet werden und ein paar nicht (Bild: BilderMax, CC-BY-SA 3.0)

Auf Pluto wartete nun das gleiche Schicksal. Nicht nur fand man nach 1992 jede Menge andere Asteroiden in seiner unmittelbaren Umgebung; man fand auch immer größere. 2001 zum Beispiel Varuna, der schon knapp 1000 Kilometer durchmass; 2002 den noch größeren Quaoar, und noch viele mehr. Die meisten Astronomen waren der Meinung es wäre nur sinnvoll, die nun als fehlerhaft erkannte Klassifikation als Planet aus dem Jahr 1930 zu korrigieren. Aber die Internationale Astronomische Union (IAU) lehnte das Vorhaben ab; nicht aus wissenschaftlichen sondern “aus historischen Gründen”.

Im Jahr 2005 fand dann aber eine Entdeckung statt, die der IAU eine Entscheidung aufzwang. Der amerikanische Astronom Mike Brown und seine Kollegen entdeckten Eris. Dieser Himmelskörper war tatsächlich so groß wie Pluto selbst; nach damaligen Wissensstand sogar ein kleines Stück größer. War Eris nun also der zehnte Planet des Sonnensystems? Und wenn nicht: Wieso durfte Pluto ein Planet bleiben aber Eris nur ein Asteroid?

Im Jahr 2006 wurde die Frage bei der IAU-Generalversammlung in Prag offiziell behandelt. Es wurde eine neue Definition des Wortes “Planet” verabschiedet die weder von Eris noch von Pluto erfüllt wurde. Beide waren große Asteroiden (bzw. “Zwergplaneten”, ein ebenfalls damals neu definierter Begriff) und das Sonnensystem hatte nur noch acht Planeten. Wer die Geschichte von Mike Browns Entdeckung im Detail nachlesen möchte, dem kann ich dieses Buch empfehlen, das auch auf deutsch* erhältlich ist.

Bis auf einige amerikanische Astronomen (Pluto wurde immerhin von einem Amerikaner entdeckt) und Teile der Öffentlichkeit störte sich niemand an Plutos neuem Status (und ich habe zu dem Thema hier, hier oder hier mehr dazu geschrieben). Aber die vielen großen Himmelskörper in den äußeren Regionen des Sonnensystems ließen die alte Frage wieder aufleben: Gibt es da vielleicht doch noch mehr? Nicht nur große Asteroiden, sondern auch echte Planeten? So groß wie die Erde? So groß wie Jupiter?

Wenn es sie gibt, dann müssen sie auf jeden Fall weit weg sein. Denn wenn da noch ein Planet wäre, würde er natürlich auch einen entsprechenden gravitativen Einfluss auf den Rest des Sonnensystems ausüben. Aber davon war nichts zu beobachten. Alle bekannten Himmelskörper bewegten sich so, wie sie es sollten. Irgendwelche unerklärten Störungen gab es nicht – ein “Planet X” muss also auf jeden Fall so weit weg sein, dass sein Einfluss auf den Bereich den wir beobachten können, unterhalb unserer Messgenauigkeit liegt.

Und er musste vor allem immer weit weg bleiben und könnte auch nicht ab und zu auf einen kurzen Besuch ins innere Sonnensystem kommen. Diese Tatsache zeigte auch, dass die diversen esoterischen und pseudowissenschaftlichen Behauptungen über die Existenz eines “Planet X” oder “Nibiru” Unsinn sein mussten. Denn im 20. Jahrhundert beschäftigten sich nicht nur die Astronomen mit unbekannten Planeten; auch anderswo spekulierte man über “versteckte” Planeten. Angeblich hätten alte Völker von der Existenz weiterer Himmelskörper gewusst; angeblich hätten dort Aliens gelebt und die Erde besucht; angeblich hätte dieser Planet bei regelmäßigen Vorbeiflügen an der Erde große Katastrophen verursacht und angeblich würde er das auch in Zukunft tun. Besonders im neuen Jahrtausend (und ganz besonders angesichts der Weltuntergangspanik des Jahres 2012) sagten diverse Esoteriker, Pseudowissenschaftler, Hellseher und UFO-Sekten voraus, dass demnächst wieder ein neuer Planet am Himmel erscheinen würde. Ich habe damals schon erklärt, warum das Unsinn ist und genau vorgerechnet, dass so ein Planet schon längst entdeckt worden wäre.

Mit dem “Planet X” der Astronomen haben all diese pseudowissenschaftlichen Geschichten nichts zu tun, auch wenn sie leider immer wieder miteinander vermischt werden. Im echten Universum wurden in der Zwischenzeit neue Entdeckungen gemacht. Schon 2003 fand man den 1000 Kilometer großen Asteroid Sedna, der seine Runden weiter entfernt von der Sonne zog als alle anderen bekannten Himmelskörper. Am sonnenfernsten Punkt seiner Bahn ist er 1000 Mal weiter von unserem Stern entfernt als die Erde! Mit Sedna hatte man das erste Mal ein Objekt entdeckt, dass nicht mehr zum Kuipergürtel zu gehören schien, sondern zur noch weiter entfernten Oortschen Wolke. So wie der Kuipergürtel wurde auch die Existenz dieser Region schon lange vorher vermutet. In den 1930er Jahren vermutete man dort den Ursprung der langperiodischen Kometen. Die Geschichte der Oortschen Wolke habe ich hier ausführlich erzählt und wenn es im Sonnensystem noch unbekannte große Planeten gibt, dann sind sie aller Wahrscheinlichkeit nach dort zu finden.

Oortsche Wolke Größenvergleich zum Rest des Sonnensystems. Ebenfalls eingezeichnet ist die Bahn des Asteroiden Sedna (Bild: NASA, public domain)

Oortsche Wolke Größenvergleich zum Rest des Sonnensystems. Ebenfalls eingezeichnet ist die Bahn des Asteroiden Sedna (Bild: NASA, public domain)

Die unzähligen Asteroiden und Kometen die sich in der Oortschen Wolke befinden müssen, werden wir vermutlich nie direkt beobachten können. Dafür ist sie einfach zu weit weg; sie reicht fast ein Lichtjahr hinaus ins All. Aber die Übergangszone zwischen Kuipergürtel und Oortscher Wolke; die sogenannte “innere Oortsche Wolke” könnte für Beobachtungen zugänglich sein. Sedna hält sich genau dort auf und es spricht nichts dagegen, dort auch noch weitere Asteroiden zu entdecken. Und vielleicht sogar Planeten?

Nun, wirklich belastbare Hinweise gab es noch nicht. Aber als das nächste Jahrzehnt des neuen Jahrtausends anbrach, begann sich die Situation langsam zu ändern. Und wie es mit der Suche nach “Planet X” in den Jahren nach 2010 weiterging, wird das Thema der nächsten Folge sein.

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Kommentare (11)

  1. #1 rolak
    26. Januar 2016

    auch bei sehr viel Enthusiasmus

    Hübsch formuliert 😉

  2. #2 Dominik
    26. Januar 2016

    Sehr interessant. Danke für den Artikel, bzw die Serie.
    Was mich interessieren würde, ist wie so ein Planet hinsichtlich der Entstehungsmodelle denkbar wäre. Du schreibst ja auch, dass ws dort draußen zu wenig Material und/oder zu wenige Kollisionen gibt,um einen Planeten zu bilden. Wie könnte also dort trotzdem einer sein? Gibt es doch noch denkbare Entstehungsszenarien in dieser Region? Oder ist möglicherweise planetare Migration auch nach außen denkbar, anstatt nach innen? Oder wie wahrscheinlich wäre ein Einfangen eines freien Planeten oder eines Planeten von einem anderen Stern? Gibt es dazu schon konkrete Aussagen, nur für den Fall, dass tatsächlich ein Planet entdeckt würde (was ich irgendwie cool fände, da dann auch ein Planet im eigenen Sonnensystem zu meiner Lebenszeit entdeckt worden wäre 😉 )?

  3. #3 Roland
    Darmstadt
    26. Januar 2016

    Lies Dir auch http://www.findplanetnine.com/ durch, bevor Du den letzten Teil schreibst. Ich denke, das geht über das Paper hinaus und wird im Moment auch dauernd aktualisiert.

  4. #4 Norbert Nickles
    27. Januar 2016

    das ist doch Quatsch dass dort draußen nicht genug Material vorhanden ist um große Planeten bilden zu können. Wie man weiss sind die meisten Sonnensysteme Mehrfach-Sternen-Systeme und so erscheint es doch nur logisch dass dort wo man nur Einzelsterne sieht große Planeten enstanden sind die nur zu wenig Masse abbekommen haben um zu leuchten. Wahrscheinlich ist die sonne ein Mehrfach-“Sternensystem”, wo die Rolle der anderen Sterne von großen Planeten eingenommen wird die nur zu weit entfernt sind um sie entdecken zu können…

  5. #5 Daedalost
    Magdeburg
    27. Januar 2016

    Die Frage, die @Dominik stellt ist gar nicht so uninteressant: In deinem Podcast erzählst du in einer Folge auch von wandernden Planeten, die entweder aus dem Sternensystem geschleudert wurden oder tatsächlich den Stern irgendwie überlebt haben, sodass sie gar kein gravitatives Zentrum mehr haben.

    Könnte ein solcher Planet nicht “eingefangen” werden? Ich denke zwar, dass er sich graviativ trotzdem auswirken würde und daher sicher schon etwas bemerkt worden wäre, aber ich bin ja nun auch kein Experte.

    Und noch etwas anderes: Geht der gravitative Einfluss der Sonne eigentlich über die Oortsche Wolke hinaus, sodass dort noch Objekte vermutet werden könnten, oder endet die relevante Gravitation (für Asteroiden/Planeten) mit der Wolke?

  6. #6 AmbiValent
    27. Januar 2016

    @Daedalost

    Ein Einfang ist eine schwierige Sache. Wenn ein Planet durch z.B. Jupiter aus dem Sonnensystem geworfen wird, dann deshalb, weil bei einer nahen Begegnung der Planet Impuls relativ zur Sonne gewonnen hat, den Jupiter gleichzeitig verliert (und dadurch etwas nach innen wandert).

    Ein Einfang ist zwar theoretisch dasselbe wie ein Rauswurf rückwärts, aber da müssen einige Dinge zusammenkommen, damit er auch funktioniert. Erstens müsste ein durch die Milchstraße wandernder Planet die Region der Planeten genau treffen, was schon extrem unwahrscheinlich ist.

    Zweitens müsste er eine enge Begegnung mit einem Riesenplaneten haben, der dazu an genau der richtigen Stelle sein müsste.

    Und drittens müsste er durch die Begegnung genug relativen Impuls an den Riesenplaneten abgeben, um nachher so langsam zu sein, dass er das Sonnensystem nicht wieder verlässt.

    Der Zeitpunkt, wo ein Einfang etwas weniger unwahrscheinlich wäre, wäre kurz nach Entstehung des Sonnensystems. Im Geburtscluster der Sonne befände sie sich viel näher an anderen Sternen als in ihrem Leben danach, außerdem bilden sich die anderen Sonnensysteme auch gerade und werfen deshalb besonders viele Planeten heraus (nachdem sich die Orbits stabilisiert haben, wird es deutlich weniger), und diese Planeten haben eine weitaus geringere Relativgeschwindigkeit zur Sonne als die, die dem Sonnensystem später begegnen.

    Gibt es also eingefangene Planeten (oder zumindest Asteroiden), dann gehören die höchstwahrscheinlich schon seit 4,5 Milliarden Jahren zum Sonnensystem.

  7. #7 Florian Freistetter
    27. Januar 2016

    @Daedalost: Also wenn, dann ist “PLanet 9” ein Planet, der im inneren Sonnensystem entstand und dann im zuge der chaotischen Frühphase nach außen geschleudert wurde. Dass Planeten eingefangen werden, ist zwar möglich, aber enorm unwahrscheinlich. Und zum Einflussbereich der Sonne: Alles was noch dazu gehört, ist Teil der oortschen Wolke – dahinter ists aus 😉

  8. #8 AmbiValent
    27. Januar 2016

    @Daedalost

    Die wirklich äußerste Grenze des Sonnensystems wäre die der Hill-Sphäre der Sonne relativ zum galaktischen Zentrum, etwa 4 Lichtjahre. Jenseits der Hill-Sphäre endet zwar nicht die Anziehungskraft der Sonne, aber die des galaktischen Zentrums ist dann stark genug, um Objekte von der Sonne wegzuziehen. Die tatsächliche Region der Stabilität dürfte aber kleiner sein – die Größe der Oortschen Wolke ist ja eben die Region, wo 4,5 Milliarden Jahre nach Entstehung des Sonnensystems immer noch Objekte die Sonne umkreisen, statt sich von ihr zu trennen.

  9. #9 Daedalost
    Magdeburg
    27. Januar 2016

    Ich danke euch für die Antworten! Von der Hill-Sphäre habe ich auch noch nie gehört, aber interessant zu wissen.

    Ich dachte mir schon, dass ab der Oortschen Wolke Schluss sein müsste. Und zur Unwahrscheinlichkeit des eingefangenen Planeten: Wie unwahrscheinlich ist die Entstehung des Lebens? 😛
    Ich verstehe schon, dass wir nicht einfach so von unwahrscheinlichen Ereignissen ausgehen sollten, aber es gab schon solch ein relativ unwahrscheinliches Ereignis. Vielleicht gibt es noch mehr davon. :)

  10. #10 Ret
    28. Januar 2016

    Dass es einen Satelliten gibt, der Nix heißt, find ich persönlich amüsant.

  11. #11 Alderamin
    28. Januar 2016

    @Ambivalent

    Die tatsächliche Region der Stabilität dürfte aber kleiner sein – die Größe der Oortschen Wolke ist ja eben die Region, wo 4,5 Milliarden Jahre nach Entstehung des Sonnensystems immer noch Objekte die Sonne umkreisen, statt sich von ihr zu trennen.

    4 Lichtjahre ist auch ungefähr der mittlere Abstand der Sterne in der Sonnenumgebung. Alle paar zehntausend bis hunderttausend Jahre (in kosmischen Zeiträumen gemessen ist das andauernd) kommen Sterne der Sonne auf ein Lichtjahr und näher nahe (zuletzt vor rund 70000 Jahren), die die Oortsche Wolke ordentlich durchwühlen dürften, wobei nicht nur Kometen ins innere Sonnensystem gelenkt werden, sondern mit noch größerer Wahrscheinlichkeit (weil die nötige Geschwindigkeitsdifferenz viel kleiner ist) aus dem Sonnensystem herausgelöst. Daher schätzt man die Oortsche Wolke auf höchstens 100000 AU Radius (1,6 Lichtjahre).