Jenseits der vertrauten Umlaufbahnen der Planeten verbirgt das Sonnensystem in der kalten und stillen Unendlichkeit eine unzählige Population. Milliarden von Relikten, Zeugen der Planetenentstehung, bilden ein wahres "fossiles Archipel", von dem wir gerade erst beginnen, die ersten Objekte zu entdecken.
In der eisigen Dunkelheit, wo die Sonne nur noch ein besonders heller Stern ist, bewegen sich rätselhafte Welten: die extremen transneptunischen Objekte (ETNO). Im Gegensatz zu klassischen Objekten des Kuipergürtels folgen diese eisigen Körper sehr besonderen Umlaufbahnen mit einem Perihel (sonnennächster Punkt), der immer sehr weit von Neptun entfernt ist (> 40 AE), und einer großen Halbachse, die extrem lang ist (> 150 AE, manchmal über 1000 AE). Ihre Bahnen sind oft stark geneigt und exzentrisch, was sie radikal von den Planeten und den meisten kleinen Körpern des Sonnensystems unterscheidet.
Diese einzigartige Konfiguration schützt sie vor starken gravitativen Störungen durch die bekannten Gasriesen. Für Astronomen sind sie nicht nur ferne Steine, sondern echte Relikte des primordialen Chaos, das während der Entstehung des Sonnensystems herrschte. Ihre Umlaufbahnen sind fossile Archive, die durch Kälte und Entfernung erhalten bleiben und Hinweise auf uralte kataklysmische Ereignisse enthalten könnten, wie die Passage naher Sterne oder die Wanderung der Gasriesen, oder die Anwesenheit eines noch nicht identifizierten Störers offenbaren könnten.
Das wahre Rätsel um die ETNOs trat zu Beginn des 21. Jahrhunderts auf, als Studien zeigten, dass ihre Umlaufbahnen nicht zufällig verteilt waren. Gegen alle Erwartungen für Objekte, die isoliert sein sollten, schienen bestimmte orbitale Parameter, wie das Argument des Perihels, sich zu gruppieren. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese Anordnung das Ergebnis des Zufalls ist, ist extrem gering, in der Größenordnung von einigen Zehntelprozent.
Hinweis:
Das Argument des Perihels \((\omega)\) ist ein Winkel, der die Ausrichtung der Umlaufbahn eines Objekts in seiner eigenen Ebene beschreibt. Genauer gesagt, misst es die Position des sonnennächsten Punkts (das Perihel) relativ zum Punkt, an dem die Umlaufbahn die Referenzebene des Sonnensystems (den aufsteigenden Knoten) kreuzt. Wenn die Umlaufbahnen einer Gruppe von Objekten zufällig ausgerichtet sind, sollten ihre Argumente des Perihels gleichmäßig zwischen \(0^\circ\) und \(360^\circ\) verteilt sein. Die Tatsache, dass sich die Argumente des Perihels bestimmter ETNOs um einen ähnlichen Wert gruppieren, ist ein starkes statistisches Signal dafür, dass eine externe Kraft, wie die Gravitation eines nicht entdeckten massiven Körpers, sie im Laufe der Zeit in dieser Konfiguration "eingesperrt" hat.
Diese statistische Anomalie führte die Astronomen Konstantin Batygin und Mike Brown (beide 1975 geboren) dazu, 2016 eine kühne Hypothese aufzustellen: die Existenz eines noch unentdeckten Riesenplaneten auf einer sehr weit entfernten und exzentrischen Umlaufbahn. Dieser hypothetische Planet Neun mit einer geschätzten Masse zwischen dem 5- und 10-fachen der Erde wäre der unsichtbare "Puppenspieler", dessen Gravitation über Milliarden von Jahren die Umlaufbahnen der ETNOs, die wir beobachten, geformt und gruppiert hätte.
Er ist kein "herrenloser" Planet von außen, sondern wurde wahrscheinlich während der turbulenten Jugend des Sonnensystems vor mehr als 4 Milliarden Jahren in die äußersten Bereiche des Sonnensystems geschleudert. Die Jagd nach diesem gravitativen Phantom ist nun eröffnet. Teleskope wie das Subaru auf Hawaii durchsuchen methodisch die Himmelsregionen, in denen es sich verstecken könnte, aber die Aufgabe ist gewaltig: seine scheinbare Bewegung ist sehr langsam und seine Helligkeit extrem schwach.
Falls er existiert, bewegt sich Planet Neun nicht auf einer kreisförmigen, sondern auf einer sehr elliptischen Umlaufbahn, ein Zeichen einer chaotischen Vergangenheit. Aktuelle Modelle schätzen, dass seine große Halbachse (mittlere Entfernung) zwischen 400 und 800 AE liegt (Neptun → 30 AE). Konkret würde seine Entfernung zur Sonne enorm variieren: Er könnte sich bis auf etwa 200-300 AE im Perihel nähern, bevor er sich auf mehr als 1200 AE im Aphel entfernt.
Für Planet Neun schlagen die von Konstantin Batygin und Mike Brown veröffentlichten Modelle eine Exzentrizität zwischen \( e \approx 0,2 \) und \( e \approx 0,6 \) vor. Der in jüngeren Studien am häufigsten zitierte Wert liegt bei etwa \( e \approx 0,5 \) (Neptun → 0,008).
Im Gegensatz zu den acht Hauptplaneten, deren Umlaufbahnen nahe der Ebene der Ekliptik liegen (Neigung < 3° für Neptun), würde sich Planet Neun auf einer stark geneigten Umlaufbahn zwischen 15° und 25° befinden. Dieser große Unterschied ist eine "dynamische Signatur", die darauf hindeutet, dass er sich nicht an seinem aktuellen Standort gebildet haben kann. Astronomen glauben, dass er durch gravitative Wechselwirkungen mit den Gasriesen vor mehr als 4 Milliarden Jahren auf diese geneigte Umlaufbahn katapultiert wurde. Diese extreme Umlaufbahn, kombiniert mit seiner vermuteten geringen Helligkeit, erklärt die Schwierigkeit seiner direkten Entdeckung.
Die Entdeckung von ikonischen Objekten wie Sedna (2003 entdeckt) ebnete den Weg für die revolutionäre Hypothese eines massiven neunten Planeten am Rande des Sonnensystems. Mit einem Perihel von 76 AE und einem Aphel (entferntester Punkt) von etwa 900 AE ist seine Umlaufbahn vollständig von Neptuns Einfluss entkoppelt. Kürzlich entdeckte Objekte wie 2012 VP113 ("Biden") und insbesondere 2015 TG387 ("The Goblin") bestätigten das Vorhandensein dieser separaten Population. Jedes neu entdeckte Mitglied, wie das sehr ferne 2018 AG37 ("FarFarOut"), verfeinert das Modell und schränkt die möglichen Parameter von Planet Neun ein.
Hinweis:
Für ETNOs garantiert ein Perihel von mehr als 40 Astronomischen Einheiten (AE), dass sie sich Neptun nie nähern und so jede größere gravitative Störung vermeiden, die ihre Umlaufbahn auf unvorhersehbare Weise verändern könnte.
| Objektname | Entdeckungsjahr | Große Halbachse (AE) | Perihel (AE) | Bemerkung |
|---|---|---|---|---|
| 90377 Sedna | 2003 | ~ 506 AE | 76 AE | Prototyp-Objekt; Umlaufbahn vollständig von Neptun isoliert. |
| 2012 VP113 ("Biden") | 2012 | ~ 261 AE | 80 AE | Seine Umlaufbahn trug dazu bei, die Gruppierung der Argumente des Perihels aufzuzeigen. |
| 2014 FE72 | 2014 | ~ 1550 AE | 36 AE | Immense Umlaufbahn (Aphel > 3000 AE), möglicherweise von nahen Sternen beeinflusst. |
| 2015 TG387 ("The Goblin") | 2015 | ~ 1050 AE | 65 AE | Nahe Halloween entdeckt; seine Umlaufbahn unterstützt stark die Planet-Neun-Hypothese. |
| 2018 VG18 ("Farout") | 2018 | ~ 90 AE (gesch.) | ~ 42 AE | Ehemaliger Inhaber des Titels des am weitesten entfernten Objekts; charakteristische rötliche Farbe. |
| 2018 AG37 ("FarFarOut") | 2018 | ~ 101 AE (gesch.) | ~ 27 AE | Zeitweiliger Inhaber des Titels des am weitesten entfernten beobachteten Objekts. |
| 2021 DR15 | 2021 | ~ 700 AE (gesch.) | ~ 39 AE | Kürzliche Entdeckung, die die Persistenz der ETNO-Population bestätigt. |
Quelle: Daten zusammengestellt aus den Archiven des Minor Planet Center (MPC) und Veröffentlichungen des The Astrophysical Journal.
Obwohl die Planet-Neun-Hypothese die medienwirksamste ist, ist sie nicht die einzige auf dem Tisch. Die wissenschaftliche Gemeinschaft erforscht andere Ansätze, um die rätselhafte Anordnung der ETNO-Umlaufbahnen zu erklären:
Die Verfolgung dieses gravitativen Phantoms, ob planetarisch oder das Ergebnis eines anderen Phänomens, ist eine Beobachtungs- und Modellierungsherausforderung, die Astronomen mobilisiert. Große Himmelsdurchmusterungen wie die des zukünftigen Vera C. Rubin-Observatoriums (für die Mitte der 2020er Jahre geplant) versprechen, das Feld der ETNOs zu revolutionieren.
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