Bestaat ‘ie nu of niet? En waarom hebben we ‘m nog niet gevonden?

Eind juni vroegen we onze lezers of ze hun prangende vragen over het heelal met ons wilden delen. En dat hebben we geweten! Er werden talloze vragen ingestuurd. De leukste hebben we eruit gepikt en gaan we de komende weken behandelen. Vandaag deel 2: hoe zit het met de zoektocht naar planeet X?

Het is alweer 2,5 jaar geleden dat de astronomen Mike Brown en Konstantin Batygin een eerste aanwijzing vonden voor het bestaan van een negende planeet in ons zonnestelsel (zie kader hieronder). De planeet zou tien keer groter zijn dan de aarde, 500 keer zwaarder zijn dan Pluto en maar liefst 90 miljard kilometer van de zon verwijderd zijn. Natuurlijk werd de jacht op deze mysterieuze planeet direct geopend. Maar inmiddels is het 2018 en is het nog steeds niet gelukt om de planeet direct waar te nemen. Waarom niet? En hoe verloopt de zoektocht eigenlijk?

Zoektocht
Om jullie prangende vragen over planeet X van een accuraat en up-to-date antwoord te kunnen voorzien, richtten we ons tot Konstantin Batygin. En hij verzekert ons: “De zoektocht is nog steeds in volle gang.” Het bestaan van planeet X is dus nog niet bewezen. Maar Batygin is er nog altijd van verzekerd dat de planeet zich aan de rand van ons zonnestelsel verborgen houdt. “Ik weet het vrijwel zeker. Al het theoretische bewijs voor het bestaan van planeet X blijft in feite net zo sterk als het eerder was.”

Planeet X zou de bijzondere baan van deze zes Kuipergordelobjecten kunnen verklaren. Afbeelding: Caltech / R. Hurt (IPAC) (Diagram gemaakt met WorldWide Telescope).

Kuipergordelobjecten
De eerste aanwijzing voor het bestaan van planeet X dook op toen Brown en Batygin zes Kuipergordelobjecten bestudeerden en ontdekten dat deze allemaal elliptische banen hebben en dezelfde richting in de fysieke ruimte volgen. “De kans dat dit toeval is, is slechts 0,007%,” zo vertelde Brown in 2016. “Kortom, het kán haast geen toeval zijn. Er moet iets zijn dat de koers van deze objecten bepaalt.” En dat is – volgens de simulaties van Brown en Batygin – een negende, nog onontdekte planeet: planeet X.

Subaru-telescoop
Het is niet voor het eerst dat we contact hebben met Batygin. Eind vorig jaar voorzag hij ons ook al van een update in de zoektocht naar planeet X. Hij vertelde toen dat hij samen met collega Mike Brown met behulp van de Subaru-telescoop (Hawaii) de hemel af aan het speuren was, op zoek naar planeet X. In november 2017 hadden de mannen al zo’n 20% van het stukje heelal waarin ze planeet X verwachten, geobserveerd. Zonder resultaat. Nieuwe waarnemingen stonden op stapel voor december 2017 en februari 2018. Maar het zat allemaal niet mee, zo vertelt Batygin nu. “Door het weer van de afgelopen winter hebben we lang niet alle data waar we op gehoopt hadden, kunnen verzamelen. We keren daarom in de herfst naar de telescoop terug.”

Ver weg
Dat de zoektocht naar planeet X zoveel tijd en energie kost, hadden Brown en Batygin snel in de gaten. Kort na de eerste aanwijzingen voor het bestaan van de planeet liet Brown al aan Scientias.nl weten dat het zeker wel een paar jaar kan duren voor het bestaan van planeet X bevestigd kan worden. Maar waarom is het toch zo lastig om een planeet in ons eigen zonnestelsel op te sporen? “Het korte antwoord is: omdat de planeet zo ver weg staat,” aldus Batygin. Naarmate de afstand tot een object toeneemt, neemt de helderheid rap af. “Dus zelfs heel grote objecten zien er heel donker uit als ze ver weg staan. Er zijn tal van sterren in ons sterrenstelsel die veel groter en helderder zijn dan planeet X, maar we kunnen ze niet zien, simpelweg omdat ze ver weg staan en dus weinig helder lijken.” Bovendien moeten we ook niet vergeten dat planeet X geen gigantisch hemellichaam is. “Zelfs als planeet X tien keer de massa van de aarde heeft, is de straal slechts 2 tot 3 keer groter dan die van de aarde.”

Het bewijs voor het bestaan van planeet X stapelt zich op

Bewijs
Terwijl wetenschappers hard naar planeet X zoeken, stapelt het bewijs voor het bestaan van de planeet zich op. Naast de zes Kuipergordelobjecten die Batygin en Brown in 2016 als bewijsstukken voor het bestaan van planeet X opvoerden, zou ook het omloopvlak van de andere acht planeten in het zonnestelsel – dat ietsje schuin staat ten opzichte van de evenaar van de zon – op het bestaan van de planeet wijzen. Net als een groepje hemellichamen met een baanvlak dat haaks op dat van de andere planeten in het zonnestelsel staat en zich precies bevindt op de plek waar we het – in aanwezigheid van een negende planeet – zouden verwachten. En een paar maanden geleden verscheen nog een paper waarin de ontdekking van een Transneptunisch Object (TNO) werd gemeld dat ons eveneens lijkt te vertellen dat een negende planeet op ontdekking wacht. “Ik was best opgewonden toen dit onderzoek uitkwam,” vertelt Batygin. “Wat ze gevonden hebben, is een object met een sterk gehelde baan dat zich in de Kuipergordel bevindt. Zulke sterk gehelde banen kunnen niet zomaar tijdens het ontstaan van het zonnestelsel zijn gegenereerd, maar onze theoretische planeet X-modellen voorspellen hun bestaan. Dus deze ontdekking is heel intrigerend, maar het is ook nog maar het topje van de ijsberg. Ik denk dat er op dit gebied nog veel meer te ontdekken valt.”

Een artistieke impressie van planeet X. Op de achtergrond zie je de zon. Het cirkeltje dat eromheen getekend is, laat de baan van Neptunus (afgezien van planeet X, de buitenste planeet in ons zonnestelsel) zien. Afbeelding: nagualdesign; Tom Ruen en ESO (achtergrond) (via Wikimedia Commons).

Maar zo af en toe duiken ook studies op die het bestaan van planeet X ontkrachten. Zo kwamen wetenschappers van de University of Colorado Boulder onlangs met een onderzoek waarin ze stellen dat de waargenomen verstoringen in de Kuipergordel niet te wijten zijn aan planeet X, maar aan de “collectieve zwaartekracht” van alle objecten aldaar. “Deze studie heeft een aantal nadelen,” aldus Batygin. “Zo neemt men bijvoorbeeld aan dat de Kuipergordel veel omvangrijker is dan in werkelijkheid het geval is. Maar misschien nog wel veel belangrijker is dat de studie de effecten van Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus negeert.” Het onderzoek verklaart volgens Batygin dan ook zeker niet de verstoringen die in de Kuipergordel zijn gezien. “Linksom of rechtsom is dit niet de oplossing.”

Tweeënhalf jaar na de aankondiging dat ons zonnestelsel mogelijk niet acht, maar negen planeten telt, is die negende planeet dus nog niet gevonden. Maar er is ook geen bewijs opgedoken dat het bestaan van de planeet overtuigend ontkracht. En dus zoeken Brown, Batygin en collega’s stug door. Zal Browns voorspelling dat we de planeet voor 2021 spotten, dan toch nog uitkomen? Batygin laat zich er niet op vastpinnen, maar acht het zeker ook niet onmogelijk: “Het is geen onredelijke inschatting.”