Alles wijst erop dat ‘ie bestaat: planeet X. Maar hoe is de planeet ontstaan en in zijn wijde baan beland? Dat blijft een mysterie.

Begin dit jaar stelden onderzoekers dat er in ons zonnestelsel een negende, nog onontdekte, planeet te vinden moet zijn. Deze planeet zou ongeveer dezelfde massa hebben als Neptunus en staat op enorme afstand van de zon (ongeveer tien keer de afstand tussen de zon en Pluto). Hoewel het bestaan van deze negende planeet nog altijd niet onomstotelijk bewezen is, houdt deze de gemoederen flink bezig. Een vraag waar veel onderzoekers zich momenteel over buigen, luidt: is de planeet in zijn huidige baan ontstaan? En zonee, hoe is deze dan in deze wijde baan terechtgekomen?

Mysterie
Astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hebben zich nu ook met die vraag beziggehouden. Ze bestudeerden verschillende scenario’s die de baan van planeet X kunnen verklaren en ontdekten dat eigenlijk elk scenario tamelijk onwaarschijnlijk is. “Het bewijs wijst erop dat de negende planeet bestaat, maar we kunnen niet met zekerheid verklaren hoe deze is ontstaan,” vertelt astronoom Gongjie Li.

Interactie met gasreuzen
Als een passerende ster de boosdoener is, moet planeet X in beginsel al op grote afstand van de zon hebben gestaan. Maar hoe is deze dan op grote afstand van de zon terechtgekomen? In het blad Astrophysical Journal komt een tweede onderzoekersgroep met een interessant idee. De astronomen stellen dat planeet X dichter bij de zon ontstond, maar door interactie met andere gasreuzen – met name Jupiter en Saturnus – langzaam van de zon verwijderd werd. Een andere mogelijkheid is dat planeet X ontstaan is op de plek waar deze zich nu bevindt. “Het mooie aan deze scenario’s is dat ze te testen zijn,” stelt astronoom Scott Kenyon. “Een weggeduwde gasreus zal eruit zien als een koude Neptunus, terwijl een planeet die op deze plek is ontstaan zal lijken op een gigantische Pluto zonder gas.”

Een passerende ster
Het eerste scenario waar Li en collega’s zich over bogen stelt dat een ster die ons zonnestelsel passeerde planeet X van de zon vandaan heeft getrokken. Een dergelijk scenario zou niet alleen de wijde baan van planeet X, maar ook het feit dat de baan zeer ovaalvormig is, kunnen verklaren. Aangezien de zon ontstaan is in een cluster met daarin duizenden andere sterren is het niet ondenkbaar dat één van die sterren met planeet X heeft gespeeld. De simulaties van de astronomen laten echter zien dat een passerende ster er waarschijnlijk voor zou zorgen dat planeet X helemaal uit het zonnestelsel verdwijnt. Er is – in het gunstigste geval – slechts tien procent kans dat planeet X door toedoen van een passerende ster in zijn huidige baan terecht zou zijn gekomen. En dat kan bovendien alleen gebeurd zijn als de planeet al op grote afstand van de zon stond (zie kader).

Leeftijd
Het onderzoek van Li schept ook meer duidelijkheid over het moment waarop planeet X ontstond en migreerde. De zon ontstond in een cluster waarin ontmoetingen met andere sterren veelvuldig voorkwamen. Als planeet X al in een wijde baan rond de zon draaide, was deze zeer kwetsbaar en was de kans heel groot dat een passerende ster de planeet uit het zonnestelsel zou schoppen zolang de zon zich in dit cluster bevond. Daarom is het aannemelijk dat planeet X pas ten tonele verscheen toen de zon haar geboortecluster al had verlaten.

Vervolgens bogen de astronomen zich over nog twee scenario’s. Het eerste stelt dat planeet X een exoplaneet is die bij een passerend stersysteem hoorde en door onze zon ‘gestolen’ werd. Het tweede scenario stelt dat planeet X een ‘eenzame planeet’ (een planeet zonder ster) was die te dicht bij ons zonnestelsel in de buurt kwam en vervolgens in ons zonnestelsel werd ingelijfd. Maar de kans dat één van deze scenario’s correct is, is eveneens zeer klein: kleiner dan 2 procent.