Warum glauben Wissenschaftler, dass der Neunte Planet nicht existiert?

Die Ansicht des Künstlers über den neunten Planeten als Eisriese, der das Zentrum der Milchstraße überschattet, mit einem sonnenähnlichen Stern im Hintergrund. Die Umlaufbahn von Neptun wird als kleine Ellipse um die Sonne dargestellt.

Fast drei Jahre sind vergangen, seit eine der interessantesten Annahmen in Bezug auf unseren eigenen Weltraumhof aufgetaucht ist: Weit über die Umlaufbahn von Neptun in unserem Sonnensystem hinaus könnte es einen anderen Planeten geben, der noch massereicher ist als die Erde. Im Gegensatz zu den winzigen Welten, die früher im Kuipergürtel entdeckt wurden , wie Pluto oder Eris , kann dies eine Welt sein, die größer als die Erde ist, deren Masse wahrscheinlich zehnmal so groß ist wie die Erde und die dafür verantwortlich ist, dass wir sichtbaren Objekten seltsame Objekte geben.

Wie von Konstantin Batygin und Michael Brown vorgeschlagen, sollten zusätzliche Beweise für seine Existenz sprechen, von denen einige zu erscheinen begannen. Die meisten Wissenschaftler stimmen diesen Beweisen jedoch nicht zu. Sie behaupten, dass diese Daten voreingenommen sind. Und wenn Sie dies berücksichtigen, wird kein neunter Planet benötigt.


Die Ausrichtung der Ekliptik vieler transneptuner Objekte (TNOs) mit der längsten Zirkulationsperiode in Breiten- und Längengrad kann sich als Zufall, Ergebnis voreingenommener Beobachtungen oder als Zeichen eines neuen physikalischen Phänomens herausstellen.

Der Kuipergürtel beherbergt die größte Ansammlung entfernter Objekte, die wir jemals entdeckt haben. Wenn man sie untersucht, würde man eine zufällige Ausrichtung ihrer Umlaufbahnen erwarten, die Steigung und die minimalen Approximationspunkte sollten gleichmäßig in alle Richtungen verteilt sein.

Die Umlaufbahnen der am weitesten entfernten Objekte werden jedoch nach verfügbaren Beobachtungen in eine bestimmte Richtung verschoben und in eine Richtung geneigt. Wenn sich ein oder zwei Objekte so verhalten, könnte dies dem Zufall zugeschrieben werden, aber wir haben sechs solcher Objekte; Die Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Zufalls beträgt ungefähr 0,0001%. Die Astronomen Konstantin Batygin und Michael Brown schlugen eine neue radikale Theorie vor: die Existenz eines weit entfernten neunten Planeten, massereicher als die Erde, aber leichter als Uranus und Neptun, der diese Objekte in ihre neuen Umlaufbahnen wirft.


Die Umlaufbahnen berühmter Sednoiden zusammen mit dem angeblichen neunten Planeten. In ferner Zukunft kann sich der Neunte Planet, dessen Existenz sehr umstritten ist, nicht genug erwärmen, um bewohnbar zu werden, selbst wenn sich die Sonne in einen roten Riesen verwandelt.

Diese erstaunliche Idee wird, wenn sie bestätigt wird, einige interessante Implikationen haben. Insbesondere sollte Folgendes getan werden:

• Es sollte eine überschüssige Anzahl von Objekten erscheinen, deren Umlaufbahnen aufgrund von Gravitationswechselwirkungen stark erweitert werden.
• Die Umlaufbahnen und Umlaufbahnebenen dieser Objekte unter dem Einfluss des neunten Planeten werden auf eine bestimmte Weise geneigt.
• Es muss eine kleine Gruppe von Objekten ungleich Null geben, deren Umlaufbahnen den Umlaufbahnen dieser überschüssigen Population genau entgegengesetzt sind.
• Es muss auch den neunten Planeten selbst geben, der auf seine Entdeckung wartet.

Batygin und Brown wiesen mit dem Aufkommen zusätzlicher Forschungen auf einige Objekte hin - eines hier, eines dort, ein paar mehr in der nächsten Arbeit - als Beweis für die ersten drei Punkte. Aber der neunte Planet entzieht sich bisher der direkten Beobachtung.


Die ungewöhnlich nahe gelegenen Umlaufbahnen von sechs der am weitesten entfernten Objekte des Kuipergürtels, die 2016 entdeckt wurden, können auf die Existenz eines neunten Planeten hinweisen, dessen Schwerkraft ihre Bewegung beeinflusst.

Und das ist nicht so überraschend! Selbst wenn der Neunte Planet real und groß wäre, wäre er extrem dunkel und würde sich in der vorhergesagten Entfernung von der Sonne befinden. Sie könnten entscheiden, dass wenn es zehnmal weiter als Uranus ist und ungefähr die gleiche Größe hat, es nur 100mal weniger hell sein sollte, da die Helligkeit umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist. Aus unserer Sicht leidet das Sonnenlicht jedoch zweimal unter diesem Problem: Das Sonnenlicht, das eine so ferne Welt erreicht, ist 100-mal schwächer als das Licht, das die nähere Welt erreicht hat, und reflektiert dann auch, wodurch es eintreten muss zweimal so weit, bis es die Erde erreicht. Und anstatt nach dem Gesetz 1 / r ² abzunehmen, nimmt das Licht, das wir sehen, tatsächlich ab wie 1 / r ⁴ , weshalb eine so ferne Welt unglaublich schwer zu sehen ist.


Sehr dunkle Objekte können durch spezielle Beobachtung erkannt werden, aber das Auffinden eines kleinen, dunklen und entfernten Objekts im Sonnensystem ist aufgrund des Problems des reflektierten Sonnenlichts noch schwieriger. Wenn das Objekt zweimal weiter als das andere ist, muss sich das Licht doppelt so weit dorthin bewegen, was bedeutet, dass das Objekt nur 1/4 des Lichts erreicht, und es muss nach zweimaliger Entfernung zurückgehen, was 1 / ergibt. 16 ursprüngliche Helligkeit. Das Verhältnis 1 / r ⁴ für die Helligkeit hat in diesem Fall katastrophale Folgen.

Aus theoretischer Sicht ist diese Idee brillant. Es ist immer sehr interessant zu beobachten, wie man mit Hilfe eines einzelnen neuen Objekts eine Vielzahl von Beobachtungen erklären kann, die für sich genommen keinen Sinn ergeben. Aber wie in den Fällen mit vielen brillanten Ideen bleibt die Möglichkeit bestehen, dass es sich als falsch herausstellen wird. Aus der Tatsache, dass sich sechs ultralange Objekte etwas ungewöhnlich verhalten, folgt nicht, dass es keine sechs Millionen ultralangen Objekte gibt, die sich normal verhalten - aber wir haben sie noch nicht gesehen.

Kurz gesagt, wir müssen sicherstellen, dass die von uns beobachteten Beweise für die dort vorhandenen Objekte charakteristisch sind - und an diesem Punkt stolpert die Idee.


Ein komprimiertes Bild des gesamten Himmels, das vom Pan-STARRS1 Hawaiian Observatory aus sichtbar ist, wurde aus einer halben Million Einzelbildern mit einer Verschlusszeit von 45 Sekunden erhalten. Die Beobachtungen, aus denen Daten auf dem neunten Planeten stammen, sind jedoch nicht so gleichmäßig über den Himmel verteilt.

Bisher muss man sich auf indirekte Beweise von Batygin und Brown stützen. Insgesamt kündigten sie zehn Objekte an, die mit ihren Vorhersagen übereinstimmten. Dies ist beeindruckend und stellt eine Verbesserung gegenüber den ursprünglichen sechs dar.

Sie verwendeten jedoch keine Daten aus Vermessungen des gesamten Himmels, um nach diesen Objekten zu suchen: Solche Vermessungen (wie Pan-STARRS) sehen nicht tief genug aus. Transneptun-Objekte und ihre seltsamen Umlaufbahnen, für die der Neunte Planet verantwortlich wäre, sollten sich an einem bestimmten Ort am Himmel befinden. Wenn Sie diese Objekte finden möchten, gibt es bestimmte Orte, an denen Sie nach ihnen suchen können.


Vergleich der Umlaufbahn RR245 2015 mit Gasriesen und anderen bekannten Kuipergürtelobjekten. Beachten Sie, dass sich das Bild aufgrund der Bewegung der Erde um die Sonne aufgrund von Wetter, Jahreszeiten und sichtbaren Teilen des Himmels ändert. Infolgedessen kann das Bild der Beobachtungen verzerrt sein.

Und das ist normal, aber die Batygin-Brown-Theorie basiert nicht nur auf der Tatsache der Existenz dieser Objekte, sondern auch auf der Tatsache, dass sie existieren und ihre Akkumulation kaum zufällig ist.

Aber wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit einer solchen Überlastung? Es hängt stark von einigen Faktoren ab, zum Beispiel, wo genau Sie Beobachtungen machen und mit welcher Empfindlichkeit. Wenn Sie die meiste Zeit dort suchen, wo Sie eine Gruppe von Objekten erwarten, werden Sie natürlich mehr davon finden. Sie schauen dort nur länger und finden dort im Allgemeinen am meisten. Dies bedeutet nicht, dass etwas Ungewöhnliches passiert, beispielsweise ein ungewöhnlicher Cluster.

Tatsächlich besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dort nichts Ungewöhnliches passiert. höchstwahrscheinlich sind Sie ein Opfer von Beobachtungsvoreingenommenheit.


Mit vorhandenen Technologien können Sie sehr stumpfe, sehr kalte oder sich langsam bewegende Objekte finden, aber alles hängt davon ab, ob Sie sie an den Stellen suchen, an denen diese Objekte lang genug sind. Auf dem Foto findet die WISE-Mission einen seltenen, ultrakalten Zwergstern, der rot markiert ist. Diese Art, nach dem neunten Planeten zu suchen, ist möglicherweise nicht die beste Option.

Zehn von Batygin und Brown identifizierte Objekte wurden durch die Ergebnisse verschiedener Beobachtungen in verschiedenen Tiefen bestimmt, und vor allem wurde der mögliche Effekt der Beobachtungsverzerrung nie bewertet. Stellen Sie sich vor, Sie haben ein Teleskop in der Nähe des Erdäquators und schauen jede Nacht in den Nachthimmel, um so viel wie möglich und so tief wie möglich zu sehen. Wenn Sie 365 Tage im Jahr einen klaren und dunklen Himmel mit guter Sicht haben, können Sie den gesamten Himmel gleichermaßen erkunden. Dies ist jedoch nicht der Fall. Stattdessen:

• Einige Jahreszeiten sind stärker von schlechtem Wetter betroffen.
• In einigen Zeiträumen sind atmosphärische Turbulenzen und schlechte Bedingungen häufiger.
• Einige Teile des Himmels, zum Beispiel die galaktische Ebene, sind kontaminiert und erlauben keinen Nachweis von TNO.

Usw. Die Quintessenz ist, dass, wenn Sie zwei bestimmte Bereiche des Himmels bevorzugen, in denen sich erwartungsgemäß Objekte ansammeln sollten, Sie dort eine Ansammlung von Objekten finden. Vielleicht finden Sie sie einfach, weil Sie suchen.


Dreidimensionale Umlaufbahnen von Objekten aus dem Kuipergürtel, die vom neunten Planeten betroffen sind. Wie Michael Brown sagte: „Ferne Objekte mit Bahnen senkrecht zum Sonnensystem wurden durch die Hypothese des neunten Planeten vorhergesagt. Und dann fünf Minuten später gefunden. " Sie konnten jedoch nur gefunden werden, weil in diesem Bereich gute Daten vorliegen.

Natürlich hat das Team von Batygin und Brown heute bereits 10 Objekte geöffnet, die den Cluster demonstrieren. Aber sind sie Beweise für die Existenz des neunten Planeten?

Es gibt eine einfache Möglichkeit, die Realität des Effekts zu überprüfen: Führen Sie eine spezielle Beobachtung durch, bei der diese Verzerrung fehlt, oder bewerten Sie sie zumindest numerisch. Eine wichtige Beobachtung von Welten außerhalb von Neptun im Sonnensystem ist im Gange : die Outer Solar System Origins Survey ( OSSOS ). In diesem Rahmen wurden bereits mehr als 800 Objekte entdeckt, und die Suche wurde vier Jahre lang in vier bestimmten Bereichen des Himmels durchgeführt. (Es wird so viel Zeit verschwendet, nach greifbaren Bewegungen zu suchen und die Umlaufbahnparameter von Welten zu messen, die so weit von der Sonne entfernt sind!) Und von Hunderten dieser Objekte haben acht lange Periodizitätseigenschaften, die für oder gegen den neunten Planeten aussagen.


Von allen in der OSSOS-Studie gefundenen langperiodischen Trans-Neptun-Objekten weist nur eines (blau markiert) Parameter auf, die mit der Batygin / Brown-Theorie übereinstimmen.

Die Ergebnisse sind eindeutig und enttäuschend. Vor der Studie wurden Simulationen mit oder ohne einen massiven neunten Planeten außerhalb von Neptun durchgeführt, aus denen hervorgeht, welche Ergebnisse für die Existenz des Planeten sprechen und welche dagegen sein sollten. Folgendes wurde für acht dieser Objekte entdeckt:

• In acht offenen OSSOS-Objekten befinden sich die Umlaufbahnen in unterschiedlichen Winkeln.
• Die beobachteten Bahnen stimmen statistisch mit zufälligen überein.
• OSSOS hat im vorherigen Beispiel keine Muster gefunden.
• Eines der Objekte bewegt sich im rechten Winkel zu den beiden vorgeschlagenen Clustern.
• Die Umlaufbahnen sind nicht so nahe beieinander.

Theoretisch wäre der Neunte Planet dem Exoplaneten 55 von Krebs e ähnlich, dessen Radius ungefähr zweimal größer als der der Erde ist und dessen Masse ungefähr achtmal größer ist. Eine neue Studie lehnt jedoch die Existenz einer solchen Welt im äußeren Sonnensystem ab.

Vor allem stimmten ihre Entdeckungen mit der Tatsache überein, dass es keinen neunten Planeten gibt und dass die Argumente für seine Existenz durch ihre Forschung geschwächt wurden. Insbesondere Cluster von Orbitalorientierungen im Raum (definiert durch viele Variablen, ω und Ω), die in früheren Studien wie Batygin mit Brown und Trujillo mit Shepard beobachtet wurden , existieren in dieser neuen, unvoreingenommenen Studie einfach nicht.

In der OSSOS-Stichprobe fanden wir keine Hinweise auf den ω-Cluster, der die Grundlage für die Hypothese der Anwesenheit eines zusätzlichen Planeten bildete.


Die vier von OSSOS entdeckten Trans-Neptun-Objekte werden zum Vergleich zusammen mit der Umlaufbahn von Neptun gezeigt. Diese Objekte haben keine solche Korrelation wie die vorherigen Objekte, die vom Ninth Planet-Team entdeckt wurden.

Die Autoren dieser Studie aus dem Jahr 2017 schlagen vor, dass die vorherige Studie aufgrund der Tendenz zur Beobachtung dazu neigte, die Existenz einer solchen Welt zu begünstigen. Eine sorgfältige Definition der in der OSSOS-Studie gefundenen Verzerrung erklärt jedoch, woher diese Korrelationen stammen und warum sie in den neuen Daten nicht sichtbar sind:

Wir gehen davon aus, dass dieser Cluster das Ergebnis einer Kombination aus Beobachtungsverzerrung und Statistik aus einer kleinen Stichprobe war, obwohl wir dies nicht überprüfen können, ohne die Merkmale der Beobachtungen zu veröffentlichen, die diese TNOs entdeckt haben.


Verteilung von verstreuten Plattenobjekten , denen das RR245- Objekt 2015 manuell hinzugefügt wird. Bis wir eine tiefere und unvoreingenommenere Beobachtung einer großen Anzahl von Objekten aus dem Kuipergürtel haben, werden wir unweigerlich voreingenommene Schlussfolgerungen darüber ziehen, was über den Rahmen unserer Beobachtungen hinausgeht.

Natürlich reicht diese Studie nicht aus, um die Hypothese des neunten Planeten zu widerlegen. es kann noch existieren. Als Gegenargument schlug Michael Brown vor, dass eine andere Beobachtungsstrategie entscheidend sein könnte, und OSSOS war einfach keine sehr geeignete Beobachtung für die Suche nach dem neunten Planeten. Wie das Sprichwort sagt: "Es gibt keinen Rauch ohne Feuer", das heißt, der beobachtete Effekt muss einen Grund haben.

Wenn Sie plötzlich feststellen, dass das, was Sie für Rauch gehalten haben, nur eine Erfindung Ihrer Vorstellungskraft ist, bedeutet dies nicht, dass es kein Feuer gab - aber es macht die Hypothese des Feuers definitiv weniger überzeugend. Die OSSOS-Studie schließt die Existenz des neunten Planeten nicht aus, wirft jedoch Zweifel an der Idee auf, dass das Sonnensystem sie benötigt. Sofern eine tiefere, verbesserte Beobachtung nichts anderes enthüllt oder wir den neunten Planeten durch einen Zufall entdecken, sollten wir standardmäßig davon ausgehen, dass er nicht existiert.

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