We zijn weer een stapje dichter bij het vinden van de mysterieuze Planet 9

Wetenschappers hebben nu 78 procent van de ruimte waarin de hypothetische Planet 9 zich zou kunnen bevinden uitgesloten. Daardoor zijn ze een stuk dichter bij het vinden van de mogelijke locatie van de planeet, die een paar van de rare fenomenen in ons zonnestelsel zou kunnen verklaren – als-ie überhaupt bestaat. 

De Planet 9-hypothese stelt dat zich in de verre uithoeken van ons zonnestelsel een onontdekte planeet schuil houdt, en dat deze de vreemde banen van een half dozijn objecten in de buitenste randen zou kunnen verklaren. Deze ‘Extreme trans-Neptunian objects’ (ETNO’s) bundelen zich meestal samen naarmate ze dichter bij de zon komen, en hun omloopbanen zijn allemaal op een rare manier gekanteld. De zwaartekracht van een andere massieve planeet zou deze observaties kunnen verklaren.

Niemand heeft deze mysterieuze negende planeet daadwerkelijk gezien, maar een preprint die op arXiv werd gepubliceerd heeft het zoekveld significant verkleind. Het laat zien dat het bestaan van Planet 9 nog steeds de geprefereerde hypothese van de onderzoekers is. 

Astrofysici hebben stukje bij beetje delen van de ruimte waar ze Planet 9 zouden kunnen vinden, uitgesloten. Eerdere analyses met data van het archief van de Zwicky Transient Facilities en The Dark Energy Survey sloten 61 procent van die ruimte uit. Dit nieuwste werk – door Planet 9-zoekers Michael Brown, Konstantin Batygin van CalTech en Matthew Holman van Harvard University – schroeft dat percentage op tot 78 procent. 

Hoewel dat misschien weinig lijkt, vertegenwoordigt die vermindering van ruimte een vermindering van objecten die Planet 9 zouden kunnen zijn van 1,2 miljard naar 244 miljoen; onderzoekers aarzelen om nog meer ruimte uit te sluiten. “Hoewel het zoeken naar Planet 9 in deze grote dataset nog steeds een formidabele uitdaging is, konden we geen verdere filters vinden die de dataset op veilige wijze verder leken te verkleinen,” schrijven de auteurs van de preprint. “Elk van deze verminderingen van de data zou ook de detectie van Planet 9 kunnen uitsluiten. Onze calibratiemethode moet rekening houden met deze mogelijkheid.”

Michael Brown, medeauteur van het onderzoek, legt het slopende werk uit dat kwam kijken bij het verfijnen van de speurtocht. “Het zijn eigenlijk computersimulaties die met grof geweld worden uitgevoerd,” vertelt hij aan Motherboard. Het team simuleert objecten in het buitenste deel van het zonnestelsel, voegt daar verschillende parameters aan toe voor een potentiële Planet 9, en kijken dan (een gesimuleerde) vier miljard jaar toe hoe de zwaartekracht te werk gaat om te zien hoe de banen van die objecten veranderen. “Je combineert dat allemaal om een probabilistische distributie te krijgen van waar de planeet zou kunnen zijn.”

Maar het bestaan van een mysterieuze planeet is niet de enige manier om het bizarre fenomeen in onze hoek van de ruimte te verklaren. Het zou ook kunnen dat een reeks verre objecten – waaronder andere dwergplaneten, kometen en manen – collectief met de omloopbanen van de ETNO’s aan het knoeien zijn. Anderen zeggen dat het een afgelegen schijf van ijs en steen is, of een klein zwart gat. 

Sommige onderzoekers, waaronder de theoretische natuurkundige Harsh Mathur, zeggen dat een aangepaste wet van zwaartekracht – die Modified Newtonian dynamics wordt genoemd, ofwel MOND – zowel Planet 9 als donkere materie zou kunnen uitsluiten. 

Mathur en zijn medewerker waren er niet op uit om Planet 9 buiten beschouwing te laten toen ze in 2023 hun onderzoek publiceerden, maar ze waren wel geïnteresseerd in de effecten die deze theorie op het niveau van een zonnestelsel zouden hebben.

“We gebruiken de zwaartekrachttheorie die reeds bestaat en verklaren er iets anders mee, namelijk de dynamieken van een sterrenstelsel,” vertelt Mathur, van Case Western Reserve University, aan Motherboard. 

Mathur beschrijft zijn perspectief op de jacht naar Planet 9 zelfs als “agnostisch”. “Ik zou het ontzettend gaaf vinden als we Planet 9 ontdekken, want hoe vaak ontdek je nou een nieuwe planeet in het zonnestelsel? Maar voor ons is het hoe dan ook interessant. Als Planet 9 wordt ontdekt, betekent dat dat de MOND-verklaring niet werkt, en dat vertelt ons iets over zwaartekracht. Als hij niet wordt gevonden, dan begint het bewijs voor MOND zich op te stapelen, wat ook erg spannend is, aangezien het een nieuwe wet van de zwaartekracht is.”

Brown is van sommige alternatieve verklaringen een groter voorstander dan van anderen, maar zegt dat Planet 9 uiteindelijk het meest logisch is. “De meest doorsnee verklaring die je kunt verzinnen is dat er daar nog een planeet is. We zien dergelijke planeten met van die verre, excentrieke omloopbanen ook rond andere sterren. Er zijn goede redenen om te denken dat ons zonnestelsel meer planeten heeft voortgebracht en die misschien heeft uitgestoten. Er is niets ingrijpends aan het idee dat daar nog iets anders is.”

Een alternatieve variant van de Planet 9-hypothese die Brown noemt is dat het eigenlijk een veel grotere en meer afgelegen planeet is die zich ergens in de Oortwolk bevindt, op zo’n 3,2 lichtjaar afstand. 

De andere grote – en potentieel teleurstellende – verklaring voor ETNO’s die vaak naar boven komt is dat de oriëntatie clustervorming die astronomen waarnemen simpelweg voortkomt uit observer bias. Mathus legt uit dat we objecten die zó ver weg zijn alleen kunnen zien als ze dichtbij de zon komen en zich dus van nature samenbundelen. Of dat het komt door het gebruiken van data van slechts één onderzoek of telescoop, die slechts een bepaald deel van de lucht scant. 

Het is kritiek waar volgens Brown rekening mee is gehouden vanaf het moment dat ze het bestaan van Planet 9 zo’n acht jaar geleden hebben voorgesteld. Maar door uitgebreide statistische analyse – die Brown en Batygin op X en in blogposts in meer detail hebben uitgelegd – hebben ze geconcludeerd dat het onwaarschijnlijk is dat observer bias de verklaring is voor wat ze zien.

En ze zeggen ook niet verblind te worden door hun zoektocht naar de mysterieuze planeet. “Tot nu toe hebben we geen reden gevonden om de Planet 9-hypothese uit te sluiten. Of we dat ooit zullen doen? Wie weet. We zouden het jammer vinden als het bewijs voor het bestaan van Planet 9 in stukjes uit elkaar zou vallen, maar we zouden het idee dan gewoon moeten opgeven. We hebben ons op dat moment voorbereid sinds de dag dat we voor het eerst met het voorstel voor Planet 9 kwamen,” schreven Brown en Batygin in een post. 

Het waarnemen van Planet 9 zou ook kunnen afhangen van de nieuwste generatie telescopen en observatoria, zegt planetair astrofysicus Malena Rice. “We moeten alle data eigenlijk een maand lang samenvoegen met de dataset van de TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) om iets te vinden dat zich zowel op de juiste snelheid beweegt om in het buitenste deel van het zonnestelsel te zijn, en dat helder genoeg is om een planeet te zijn,” vertelt ze aan Motherboard. “Alleen Planet 9 zou in deze doorsnede kunnen vallen.”

“Er is hier een plek die echt een enorm verschil zal maken, namelijk het LSST [Legacy Survey of Space and Time],” zegt Brown, verwijzend naar het ruimteonderzoek dat binnenkort van start gaat bij het Vera C. Rubin-observatorium in Chili. “Het is een grote telescoop met de grootste camera op een telescoop in de wereld, en ze maken nacht op nacht foto’s van de hemel.” Deze telescoop brengt de hele lucht in drie nachten in beeld, vergeleken met de telescoopdata die Brown en zijn collega’s gebruikten, die dat gedurende vijf jaar slechts 10 tot 15 keer heeft gedaan. 

Brown zegt dit al tien jaar, maar hij heeft er vertrouwen in dat iemand in de komende jaren Planet 9 zal spotten. “Deze keer is het echt zo!” grapt hij. 

Rice zegt dat we in de zoektocht naar Planet 9 ook andere planeten in de verre uithoeken van ons zonnestelsel zouden kunnen vinden, vergelijkbaar met hoe Pluto werd ontdekt. “Het zou me verbazen als we precies de voorspelde planeet zouden vinden, maar dat wil niet zeggen dat we niets zullen vinden.”

Ze voegt eraan toe dat, hoewel ze de nieuwste preprint nog niet heeft bekeken, ze ernaar uitkijkt om meer te lezen. “Het ziet eruit als een hele mooie manier om een bestaande dataset te gebruiken en er gewoon innovatieve wetenschap mee te bedrijven.”

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op VICE UK.

Volg VICE België en VICE Nederland ook op Instagram.