In 2006 werd Pluto gedegradeerd tot dwergplaneet. En daarover is anno 2019 het laatste woord nog niet gezegd.

Het is dit jaar 100 jaar geleden dat de Internationale Astronomische Unie (IAU) werd opgericht. De organisatie is officieel belast met het bevorderen van de internationale samenwerking en coördinatie op astronomisch gebied. Maar de meesten van ons zullen de IAU toch vooral kennen als de organisatie die astronomische objecten van namen voorziet én in 2006 tijdens een niet onomstreden vergadering de definitie van een planeet vaststelde, waardoor Pluto buiten de boot viel. Hoofdredacteur van Zenit, Servé Vaessen, blikt terug op die vergadering én kijkt vooruit. Want hoe houdbaar is de beslissing van de IAU vandaag de dag nog?

Dit artikel is oorspronkelijk verschenen in het blad ZENIT, waarin je elke maand alles kunt lezen over sterrenkunde, weerkunde en ruimteonderzoek.

In augustus 2006 kwam de Internationale Astronomische Unie opeens in het brandpunt van de belangstelling te staan. Oorzaak daarvan waren verhitte discussies op de 26ste Algemene Vergadering van de IAU in Praag, die leidden tot het besluit om Pluto, tot dan toe de negende planeet van ons zonnestelsel, te degraderen tot dwergplaneet. Dertien jaar na dato is de discussie over wat een planeet nu precies is, nog steeds actueel.


Buitenbeentje
Ook toen Pluto nog gewoon te boek stond als planeet, gold het object als een buitenbeentje. In tegenstelling tot de min of meer cirkelvormige banen van de overige planeten is die van Pluto sterk ellipsvormig en maakt zijn baan ook een vrij grote hoek (17 graden) met het baanvlak van de aarde. Ook valt zijn diameter met 2376 km voor een planeet nogal klein uit en Pluto past als planeet niet in de bekende tweedeling in ons zonnestelsel, met kleine rotsachtige planeten dichtbij de zon en de gasreuzen verder weg. Serieuze twijfel over de planetaire status van Pluto ontstond in de jaren 90, toen de eerste objecten in de Kuipergordel ontdekt werden. Vanaf de jaren ’30 poneerden verschillende sterrenkundigen, waaronder in 1951 ook de Nederlands-Amerikaanse astronoom Gerard Kuiper, het bestaan van een gordel van kleine objecten voorbij de baan van Neptunus. Sinds de ontdekking van 1992 QB1 ̶ inmiddels door de IAU omgedoopt tot 15760 Albion ̶ zijn er momenteel meer dan 2000 van deze transneptunische objecten (TNO’s) bekend, ook wel aangeduid als ijsdwergen.

De ‘tiende planeet’
Vooral in de eerste jaren na de eeuwwisseling laaide de Pluto-controverse op. Michael Brown van het California Institute of Technology spoorde verschillende TNO’s op, met afmetingen van 800 tot 2000 kilometer, die Pluto naar de kroon staken. Het leek slechts een kwestie van tijd voordat er een TNO zou opduiken die groter is dan Pluto. Zou zo’n object dan de boeken ingaan als de tiende planeet? Of is Pluto eigenlijk geen planeet, alleen maar een relatief grote TNO en telt ons zonnestelsel slechts acht in plaats van negen planeten? Niemand die hierop een definitief antwoord wist, omdat er geen duidelijke definitie van een planeet bestond. De meest gangbare omschrijving van een planeet was een hemellichaam dat rond de zon draait. Maar er cirkelen ook honderdduizenden planetoïden en kometen rond de zon en die kun je moeilijk allemaal planeten noemen. Grote afmetingen zeggen ook niet alles. Zo is Pluto kleiner dan onze eigen maan en Ganymedes en Titan, manen van Jupiter en Saturnus, hebben grotere afmetingen dan de planeet Mercurius. Je kunt ook een minimumafmeting voor een planeet vaststellen, bijvoorbeeld de diameter van Pluto, en alles wat groter is door laten gaan voor planeet. Een duidelijke, maar wel willekeurige regel. Of is een planeet het grootste object in dat deel van het zonnestelsel? In dat geval zijn Ceres, het grootste object in de planetoïdengordel, en Pluto planeten. Maar wat als er een grotere TNO dan Pluto wordt gevonden? Is Pluto dan planeet-af en neemt een ander object zijn plek in? In de zomer van 2005 maakte Brown de ontdekking bekend van de TNO 2003 UB313. Met een geschatte diameter van 2400 km leek het object groter dan Pluto (inmiddels is die diameter iets naar beneden bijgesteld). Maar als Pluto een planeet is, is 2003 UB313 dat ook en had Mike Brown de tiende planeet ontdekt.

De planeten van ons zonnestelsels volgens het voorstel van de commissie Gingerich. Afbeelding: IAU.

De commissie Gingerich
Hoog tijd voor de IAU om orde in de chaos te scheppen. In juni 2006 kreeg een zevenkoppige commissie onder leiding van sterrenkundige en wetenschapshistoricus Owen Gingerich de opdracht een voorstel op te stellen voor de Algemene Vergadering van de IAU die in augustus van dat jaar in Praag bijeen zou komen. De commissie wilde naast wetenschappelijke ook cultureel-historische overwegingen in haar planetendefinitie laten mee wegen en in Praag presenteerde zij de volgende definitie: ‘Een planeet is een object dat rond een ster draait, zelf geen ster is of de satelliet van een planeet, en voldoende massa bezit zodat het uit zichzelf een bolvorm aanneemt.’ Het rondheidscriterium was niet nieuw en al eerder voorgesteld om planeten te onderscheiden van de veel kleinere planetoïden en kometen die vaak een onregelmatige vorm hebben. Hemelobjecten die groot en zwaar genoeg zijn, nemen door hun zwaartekracht vanzelf een bolvorm aan: hoe zwaarder een object, hoe sterker de zwaartekracht en hoe meer de materie van het object naar het centrum toe getrokken wordt. Steenachtige objecten nemen de bolvorm aan (in vakjargon: bereiken hydrostatisch evenwicht) vanaf een middellijn van ongeveer 800 kilometer. Hemellichamen die uit ijs bestaan zijn al bolvormig vanaf 400 kilometer.


Meteen was duidelijk dat onder het voorstel van Gingerich Pluto niet alleen zijn planetaire status zou behouden, maar dat bovendien het aantal planeten in ons zonnestelsel in één klap op minstens 12 zou komen. Want behalve de negen ‘klassieke’ planeten zijn ook de planetoïde Ceres en 2003 UB313 rond. Ook de Plutomaan Charon (ontdekt in 1978) zou in dit voorstel de status van planeet verwerven omdat het gemeenschappelijk zwaartepunt waaromheen Pluto en Charon draaien, buiten het oppervlak van Pluto ligt. Bovendien zou de planetenfamilie gestaag verder groeien naarmate er meer grote (ronde) objecten in de Kuipergordel zouden opduiken. Lang niet iedereen was blij met deze ontwikkeling. Om de te verwachten kritiek op zijn voorstel vooraf tegemoet te komen, stelde Gingerich voor om de acht klassieke planeten die vóór 1900 waren ontdekt (Mercurius, Venus, de aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) een aparte status te geven. Ceres, die daar niet onder valt, zou voortaan te boek staan als dwergplaneet en Pluto bleef planeet en kreeg daarnaast de status van prototype van alle ronde TNO’s, aangeduid als plutons. Alle andere objecten in het zonnestelsel werden gekwalificeerd als kleine zonnestelselobjecten (small Solar System bodies). Daaronder zouden de planetoïden, kometen en de niet-ronde ijsdwergen vallen.

“Al eerder in de geschiedenis waren er planeten onttroond”

Kritiek
Op de IAU-bijeenkomst in Praag oogstte het voorstel van Gingerich hevige kritiek. De commissie had onvoldoende rekening gehouden met de nieuwe inzichten volgend op de ontdekking van TNO’s sinds 1992, aldus de critici. De kleine Pluto bleek immers geen volwaardige planeet, maar een wat groot uitgevallen ijsdwerg. Was Pluto niet in 1930 ontdekt maar in de jaren ’90, dan zou hij nooit gekwalificeerd zijn als planeet maar als een lid van de grote categorie van TNO’s. Ook het argument dat Pluto nu eenmaal te boek staat als planeet en dat dit om historische redenen zo moest blijven, sneed volgens de critici geen hout. Al eerder in de geschiedenis waren er namelijk planeten onttroond. In de 19de eeuw ontdekten sterrenkundigen aanvankelijk vier (Ceres, Palas Juno en Vesta) en later steeds meer kleine planeten in het gebied tussen de banen van Mars en Jupiter. Tot halverwege de 20ste eeuw werden deze asteroïden of planetoïden gezien als een subklasse van planeten, maar dat veranderde met het nieuwe inzicht dat het hier gaat om objecten met een heel andere oorsprong dan planeten: fragmenten van door botsingen vernietigde protoplaneten of brokstukken die zich nooit hebben kunnen samenvoegen tot een volwaardige planeet. Sindsdien gelden planetoïden niet meer als (een subklasse van) planeten. Verder schoot de promotie van Charon tot planeet en de mogelijk ongebreidelde uitbreiding van het aantal planeten in de toekomst, veel sterrenkundigen in het verkeerde keelgat. In de soms hoogoplopende discussies rond het voorstel van Gingerich tekende zich een tegenstelling af tussen sterrenkundigen die in de definiëring de eigenschappen van planeten centraal stelden (‘structuralisten’) en degenen die een minstens zo grote rol toekenden aan dynamische effecten, dat wil zeggen de invloed die planeten met hun zwaartekracht op hun omgeving uitoefenen (‘dynamisten’). Hiermee werd volgens de dynamisten recht gedaan aan de wijze waarop planeten ontstaan: door het opvegen van kleinere brokstukken in hun omgeving. Daardoor kwam in Praag het voorstel naar voren dat een planeet niet alleen rond, maar ook het dominerende object in zijn baangebied moet zijn. Met andere woorden: een planeet mag geen grote hoeveelheden andere objecten in de omgeving van zijn baan dulden. Onder deze definitie zijn Ceres, Pluto en 2003 UB313 geen planeten omdat zij hun baangebied met een groot aantal soortgelijke objecten – planetoïden en TNO’s ̶ delen.

De planeten en dwergplaneten van ons zonnestelsel volgens het Praagse eindvoorstel. Afbeelding: IAU.

Het eindvoorstel
Op 24 augustus werd het volgende eindvoorstel in Praag in stemming gebracht:

– Een planeet is een object dat rond de zon draait, voldoende zwaar is dat het door zijn eigen zwaartekracht bolvormig is en de omgeving van zijn omloopbaan schoongeveegd heeft.
– Een dwergplaneet is een rond object dat om de zon draait, niet rond een planeet draait en de omgeving van zijn baan niet heeft schoongeveegd. Pluto is naast een dwergplaneet ook het prototype van de ronde transneptunische objecten (dwergplaneten met een omlooptijd van meer dan 200 jaar).
– Alle andere objecten in het zonnestelsel, met uitzondering van manen, worden aangemerkt als kleine zonnestelselobjecten (small Solar System bodies).

Dit voorstel, waarin Pluto zijn planetaire status verloor en het zonnestelsel nog maar acht planeten zou tellen en momenteel een stuk of vijf dwergplaneten, werd met grote meerderheid aangenomen door de ongeveer 400 aanwezige IAU-leden. Desondanks was er veel kritiek. Zo vond Owen Gingerich het absurd dat Ceres en Pluto dwergplaneten worden genoemd, maar tegelijkertijd geen planeten zijn. Een dwergpoedel is immer ook een poedel en een dwergwalvis een walvis, waarom mag een dwergplaneet dan geen planeet zijn? Gingerich deed een poging om in Voorstel 1 planeet te vervangen door klassieke planeet. Met deze toevoeging zou Pluto via de achterdeur zijn planetenstatus weer terugkrijgen, want door het introduceren van twee subgroepen van planeten – klassieke planeten en dwergplaneten – wordt het bestaan van een overkoepelende categorie van planeten verondersteld. Als lid van de subcategorie dwergplaneten zou Pluto daar ook onder vallen en een planeet zijn. Gingerichs amendement haalde het in de eindstemming niet, zodat planeten en dwergplaneten twee afzonderlijke categorieën blijven. Omdat Pluto niet voldoet aan omschrijving 1, is hij geen planeet.

Pluto. Op de achtergrond zie je Charon; de grootste maan die Pluto rijk is. De beelden zijn afkomstig van ruimtesonde New Horizons die in 2015 langs Pluto scheerde en voor het eerst onthulde hoe het hemellichaam er nu precies uitziet. Afbeelding: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.

Ook het rondheidscriterium oogstte kritiek. Hoe rond moet een object precies zijn om de planetenstatus te verwerven? Strikt genomen is de aarde met haar afplatting aan de polen niet geheel bolvormig. Bovendien is het erg moeilijk om van verre TNO’s de bolvormigheid en het bereiken van hydrostatisch evenwicht vast te stellen. Verder was er kritiek op het ‘schoonvegen van het baangebied’. In het zonnestelsel heeft vrijwel geen enkel object zijn baangebied helemaal schoongeveegd (dat wil zeggen: een planeet heeft kleinere objecten in zijn omgeving met zijn zwaartekracht weggeslingerd of ingevangen). Zo kunnen meer dan 2000 planetoïden de aarde naderen tot op 7,5 miljoen kilometer en bevinden zich in de baan van Jupiter duizenden planetoïden, aangeduid als Trojanen. Ook Neptunus zou volgens de IAU-definitie strikt genomen geen planeet zijn omdat Pluto zijn baan kruist. In 2009 heeft een IAU-werkgroep nog voorgesteld om Pluto te bestempelen als het prototype van alle ronde TNO’s, voortaan plutoïden genoemd. (Gingerichs voorstel deze groep plutons te noemen, was al eerder afgewezen omdat die naam voorbehouden is aan een bepaald soort vulkanisch gesteente). Maar dit voorstel heeft het uiteindelijk niet gehaald. Wel heeft de term plutino ingang gevonden voor TNO’s die, net als Pluto, in een 3 : 2 baanresonantie met Neptunus verkeren: twee omlopen van een plutino duren even lang als drie omlopen van Neptunus. Het binnenste deel van de Kuipergordel bestaat grotendeels uit plutino’s.

“Toch zal de vraag over wat een planeet precies is, binnen afzienbare tijd opnieuw de kop opsteken”

Discussie beslecht?
Niet alle sterrenkundigen zijn bereid zich bij het Praagse planetenbesluit neer te leggen en voornamelijk Amerikaanse planeetonderzoekers blijven Pluto een planeet noemen. Zij beklagen zich erover dat slechts een klein deel van de IAU-leden bij de eindstemming in Praag aanwezig was en dat Pluto toch een volwaardige wereld is, in het bezit van een atmosfeer en manen. Veel wetenschappers vonden het sowieso maar een onzinnige discussie. Want welk etiket je ook op Pluto plakt, dat doet aan het belang van het object voor ons begrip van het zonnestelsel niets af: de natuur trekt zich niets aan van onze hokjesgeest. En sinds wanneer worden wetenschappelijke vraagstukken door middel van handopsteken beslecht?

Voldoet planeet negen, mocht hij ontdekt worden, ook aan de Praagse planetendefinitie? Afbeelding: Caltech / R. Hurt (IPAC).

Toch zal de vraag over wat een planeet precies is, binnen afzienbare tijd opnieuw de kop opsteken. De Praagse planetendefinitie stelt het verschil vast tussen planeten en kleine objecten. Inmiddels zijn er echter meer dan 4000 planeten rond andere sterren ontdekt en daar doet zich het omgekeerde probleem van de bovengrens voor: Waar ligt precies de grens tussen een planeet en een bruine dwerg? Bruine dwergen zijn een soort mislukte sterren die te licht en te koel zijn om in hun inwendige door middel van kernfusie energie op te wekken, zoals ‘echte’ sterren dat doen.
Bovendien wordt er gespeculeerd over het bestaan van een negende planeet van enkele aardmassa’s of meer voorbij de Kuipergordel. De zwaartekracht van zo’n planeet zou een verklaring kunnen geven voor de baanconfiguratie van sommige TNO’s. Daar houden zich ook ijsdwergen op die langgerekte banen rond de zon volgen (de zogeheten scattered disk objects) en het is de vraag of planeet negen, mocht hij ontdekt worden, zijn baan inderdaad heeft schoongeveegd. Zo niet, dan zou hij volgens de huidige definitie onder de dwergplaneten vallen!

Inmiddels heeft de IAU Pluto een officieel nummer toegekend (134340), zoals gebruikelijk is bij planetoïden en TNO’s, en 2003 UB313 een definitieve naam gegeven: Eris, naar de Griekse godin van de twist. Heel toepasselijk gezien de controverse rond Pluto.

Zenit – actie voor bezoekers van Scientias.nl!
Lees in het magazine ZENIT alles over sterrenkunde, ruimteonderzoek, weer en klimaat. Met iedere maand achtergrondartikelen en de laatste ontwikkelingen uit de wetenschap: Highlights uit de nieuwste ZENIT: kosmische luchtvervuiling, Kanonskogel boven de zon en de Nobelprijs voor exoplaneten.

Jaarabonnement + gratis sterrenkundig jaarboek NU € 49,95
Krijg nu € 10,- korting op een ZENIT jaarabonnement en ontvang gratis een sterrenkundig jaarboek Meer informatie kun je hier vinden!