Die letzte Suche nach Planet Nine fällt kurz

Astronomen haben Grund zu der Annahme, dass ein massives Objekt in den äußeren Bereichen des Sonnensystems darauf wartet, entdeckt zu werden – der sogenannte Planet Neun. Eine kürzlich durchgeführte Suche nach diesem vorgeschlagenen Planeten ergab kein Ergebnis, aber der Fall ist noch lange nicht abgeschlossen.

Planet Neun, falls er da draußen ist, leistet hervorragende Arbeit, indem er unsichtbar bleibt. Ein Forscherteam unter der Leitung von Sigurd Naess, einem Forscher am Institut für Theoretische Astrophysik an der Universität Oslo in Norwegen, war der jüngste Versuch, es mit dem Atacama-Kosmologieteleskop in Chile zu entdecken. „Keine signifikanten Entdeckungen [were] gefunden“, schreiben sie in ihrem neuen Papierveröffentlicht im Astrophysical Journal.

Dass ein neunter Planet in unserem Sonnensystem existiert, ist etwas Besonderes Wahrscheinlichkeit, wie die Wissenschaftler Konstantin Batygin und Michael Brown 2016 überzeugend argumentierten. Astronomen ahnen seine Anwesenheit aufgrund der eigentümlichen Bewegungen von Objekten im fernen Kuipergürtel. Bis heute wurden über 30 dieser Objekte identifiziert, die jeweils übertriebene und geneigte Umlaufbahnen sowie Clustering-Verhalten aufweisen.

Um dies zu erklären, haben Wissenschaftler die Anwesenheit eines ziemlich großen Objekts angeführt – des vorgeschlagenen Planeten Neun. Aber damit das funktioniert, muss der Planet einigermaßen groß und schwer sein. Astronomen gehen davon aus, dass der Planet zwischen fünf- und zehnmal so groß wie die Erde ist und sich in einer Entfernung von 200 AE bis 800 AE (18,6 Milliarden bis 74,5 Milliarden Meilen) von der Sonne befindet. Große oder zumindest große Objekte existieren in der Region jenseits von Neptun – Objekte wie Pluto, Eris, Haumea und Makemake –, also ist die Idee nicht ganz banal.

Es mag so aussehen, als hätten wir etwas so Großes schon vor langer Zeit entdecken sollen, aber unser Scheitern, das Objekt zu entdecken, ist angesichts der Entfernungen und der wahrscheinlich düsteren Natur des Planeten nicht ganz überraschend. Wenn es da draußen ist, reflektiert Planet Neun sehr wenig Sonnenlicht und gibt nur geringe Mengen an Strahlung ab. In früheren Umfragen, Astronomen gescheitert um es mit dem Wide-field Infrared Explorer zu erkennen, was zu konkurrierenden Theorien führt, die versuchen, die Anomalien des Kuipergürtels zu erklären, wie z Schwarzes Loch in der Größe einer Bowlingkugel in der Oortschen Wolke oder a massiver Trümmerring im äußeren Sonnensystem.

Für die jüngste Suche verwendete das Team das Atacama Cosmology Telescope, das den Weltraum mit Millimeterwellenlängen abtastet. ACT wird hauptsächlich zur Untersuchung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung verwendet, die durch den Urknall erzeugt wird, aber die Empfindlichkeit des Teleskops eignet sich für diese Art der Nadel-im-Heuhaufen-Suche. Arthur Kosowsky, Astronom an der University of Pittsburgh und Mitautor der Studie, sagte, ACT sei aufgrund zweier einzigartiger Merkmale für diese Aufgabe geeignet.

„Wir haben eine ausreichende Empfindlichkeit für Mikrowellenstrahlung, um möglicherweise die thermische Emission von Planet Nine zu erkennen, und wir haben einen weiten Streifen des Himmels beobachtet, wo sich Planet Nine befinden könnte“, erklärte er in einer E-Mail. „ACT ist das einzige aktuelle Experiment, das diese beiden Kriterien erfüllt.“

Das Team führte Beobachtungen bei 98 GHz, 150 GHz und 229 GHz durch, als es nach einem Objekt in Entfernungen zwischen 300 und 2.000 AE suchte (1 AE ist die durchschnittliche Entfernung von der Erde zur Sonne). Bei einem Objekt, das fünfmal größer als die Erde ist, erwarteten die Wissenschaftler, etwas zwischen 325 und 625 AE zu sehen, und bei Objekten, die zehnmal größer als die Erde sind, erwarteten sie etwas zwischen 425 und 775 AE.

Die Astronomen scannten 87 % des Himmels, der von der südlichen Hemisphäre aus zugänglich ist, und sammelten Daten von 2013 bis 2019. Zur Verarbeitung der Daten wurden verschiedene Techniken verwendet, darunter ein rechnerisches „Binning and Stacking“, eine Methode, die „schwache Quellen aufdecken könnte, aber am Kosten für den Verlust von Positionsinformationen“, so a Pressemitteilung vom Zentrum für Astrophysik | Harvard & Smithsonian.

Niemand weiß, wo Planet Neun am Himmel sitzt, wenn er wirklich dort ist, aber er muss sich in bestimmten Bereichen befinden, um seinen Gravitationseinfluss zu erklären. Gleichzeitig bewegt sich der hypothetische Planet, und zwar in bestimmte mögliche Richtungen.

„Da wir nicht wissen, welche Position oder Bewegungsrichtung, haben wir alle 100 Millionen Möglichkeiten rechnerisch durchsucht“, sagt Kosowsky. „Für jede dieser Möglichkeiten haben wir alle Daten, die wir entlang eines bestimmten Pfads gesammelt haben, gemittelt, um zu sehen, ob wir eine schwache Quelle erkennen können, die sich entlang dieses Pfads bewegt.“

Naess und seine Kollegen fanden ein paar vielversprechende Wege, aber das hatte einen Haken. Wenn Sie dies 100 Millionen Mal tun, „finden Sie zwangsläufig einige Pfade, die so aussehen, als ob ein Objekt vorhanden wäre, aber das liegt wirklich nur an zufälligem Rauschen in den Daten“, erklärte Kosowsky.

Wie die Astronomen schreiben, ergab ihr Scan etwa 38.000 „Rohkandidaten“, von denen etwa 3.500 als etwas kategorisiert werden könnten, das Planet Neun annähert. Vielleicht entmutigend ist, dass „keines“ dieser Kandidatensignale „bestätigt werden konnte“ und „es keine statistisch signifikanten Erkennungen gab“, heißt es in der Veröffentlichung des Center for Astrophysics. Das Team ist zu 95 % davon überzeugt, dass die neue Vermessung ein Sonnensystemobjekt innerhalb des vermessenen Gebiets mit den angegebenen Sucheigenschaften ausschließt.

Dennoch listete das Team die 10 stärksten Kandidatensignale für mögliche Folgemaßnahmen auf. Aber selbst dann „sahen unsere 10 hellsten durchschnittlichen Signale genauso aus, wie wir es von zufälligem Rauschen erwarten würden“, sagte Kosowsky.

Diese jüngste Umfrage kann kaum als erschöpfend bezeichnet werden, da die Forschung etwa 17 % der gesamten möglichen Umlaufbahnen eliminiert, in denen sich Planet Neun bewegen könnte, wenn es sich um ein 5-Erden-Massenobjekt handelt, und 9 % der möglichen Umlaufbahnen für einen Planeten mit 10 Erdmassen. „Es gibt noch viele Orte, an denen Planet Nine lauern kann“, fügte Kosowsky hinzu.

Mit neuen Teleskopen, die in naher Zukunft online gehen werden, einschließlich des Vera Rubin OSternwarte in Chile, Astronomen könnten endlich die Werkzeuge haben, die erforderlich sind, um etwas so Schwaches und Entferntes zu entdecken. Die Wahrheit über Planet Neun kann sich nur so lange verstecken.

„Ich bin zuversichtlich, dass, wenn Planet Nine da draußen ist, Astronomen mit neuen Teleskopen ihn in den nächsten fünf Jahren schnappen werden“, sagte Kosowsky.

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