Sinds het enthousiasme begon te groeien over de mogelijkheid dat er een negende grote planeet zou kunnen zijn in een baan om de zon voorbij Neptunus, astronomen zijn er druk mee bezig geweest. De ene groep onderzoekt vier nieuwe bewegende objecten die door leden van het publiek zijn gevonden om te zien of dit potentiële nieuwe ontdekkingen van het zonnestelsel zijn. Hoe spannend dit ook is, onderzoekers doen ook ontdekkingen die het hele vooruitzicht van een negende planeet in twijfel trekken.

Eén zo'n bevinding is onze ontdekking van een kleine planeet in het buitenste zonnestelsel:2013 SY99. Deze kleine, ijzige wereld heeft een baan die zo ver weg is dat er 20 nodig zijn, 000 jaar voor een lange, doorlopende doorgang. We hebben SY99 gevonden met de Canada-France-Hawaii Telescope als onderdeel van de Outer Solar System Origins Survey. De grote afstand van SY99 betekent dat het heel langzaam door de lucht reist. Onze metingen van zijn beweging laten zien dat zijn baan een zeer uitgerekte ellips is, met de dichtste nadering tot de zon op 50 keer die tussen de aarde en de zon (een afstand van 50 "astronomische eenheden").

De nieuwe kleine planeet draait zelfs verder weg dan eerder ontdekte dwergplaneten zoals Sedna en 2013 VP113. De lange as van zijn orbitale ellips is 730 astronomische eenheden. Onze waarnemingen met andere telescopen laten zien dat SY99 een kleine, roodachtige wereld, ongeveer 250 kilometer in doorsnee, of ongeveer de grootte van Wales in het VK.

SY99 is een van de slechts zeven bekende kleine ijzige werelden die op opmerkelijke afstanden voorbij Neptunus draaien. Hoe deze "extreme trans-Neptuniaanse objecten" in hun banen werden geplaatst, is onzeker:hun verre paden zijn geïsoleerd in de ruimte. Hun dichtste nadering tot de zon is zo ver voorbij Neptunus dat men denkt dat ze "los" staan ​​van de sterke zwaartekrachtsinvloed van de reuzenplaneten in ons zonnestelsel. Maar op hun verste punten, ze zijn nog steeds te dichtbij om rond te worden geduwd door de langzame getijden van de melkweg zelf.

Er is gesuggereerd dat de extreme trans-Neptuniaanse objecten in de ruimte zouden kunnen worden geclusterd door de zwaartekracht van een "Planeet Negen" die veel verder weg cirkelt dan Neptunus. De zwaartekracht van deze planeet zou omhoog kunnen komen en hun banen kunnen losmaken - voortdurend van helling veranderend. Maar deze planeet is verre van bewezen.

In feite, het bestaan ​​ervan is gebaseerd op de banen van slechts zes objecten, die erg zwak en zelfs met grote telescopen moeilijk te ontdekken zijn. Ze zijn daarom vatbaar voor vreemde vooroordelen. Het is een beetje alsof je in de diepe oceaan naar een school vissen kijkt. De vissen die aan de oppervlakte zwemmen zijn duidelijk zichtbaar. Maar degenen die zelfs maar een meter lager zijn, zijn vager en troebeler, en neem nogal wat turen om zeker te zijn. Het grootste deel van de school, in de diepte, is volledig onzichtbaar. Maar de vissen aan de oppervlakte en hun gedrag verraden het bestaan ​​van een hele school.

De vooroordelen betekenen dat de ontdekking van SY99 het bestaan ​​van een Planeet Negen niet kan bewijzen of weerleggen. Echter, computermodellen laten zien dat een planeet negen een onvriendelijke buur zou zijn voor kleine werelden zoals SY99:zijn zwaartekrachtsinvloed zou zijn baan drastisch veranderen - hem volledig uit het zonnestelsel gooien, of het in een baan steken die zo hoog hellend en ver weg is dat we het niet zouden kunnen zien. SY99 zou een van een uiterst grote menigte van kleine werelden moeten zijn, voortdurend naar binnen gezogen en uitgeworpen door de planeet.

De alternatieve verklaring

Maar het blijkt dat er andere verklaringen zijn. Onze studie op basis van computermodellering, geaccepteerd voor publicatie in de Astronomisch tijdschrift , hint naar de invloed van een idee uit de alledaagse natuurkunde dat diffusie wordt genoemd. Dit is een veel voorkomend type gedrag in de natuurlijke wereld. Diffusie verklaart doorgaans de willekeurige verplaatsing van een stof van een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met een lagere concentratie, zoals de manier waarop parfum door een kamer drijft.

We hebben aangetoond dat een verwante vorm van diffusie ervoor kan zorgen dat de banen van kleine planeten veranderen van een ellips die aanvankelijk slechts 730 astronomische eenheden op zijn lange as heeft, naar een die zo groot is als 2, 000 astronomische eenheden of groter – en verander het weer terug. In dit proces, de grootte van elke baan zou variëren met een willekeurig bedrag. Wanneer SY99 elke 20 het dichtste nadert, 000 jaar, Neptunus bevindt zich vaak in een ander deel van zijn baan aan de andere kant van het zonnestelsel. Maar bij ontmoetingen waar zowel SY99 als Neptunus dichtbij zijn, De zwaartekracht van Neptunus zal SY99 subtiel duwen, zijn snelheid minutieus veranderen. Terwijl SY99 weg van de zon reist, de vorm van zijn volgende baan zal anders zijn.

De lange as van de ellips van SY99 zal veranderen, groter of kleiner worden, in wat natuurkundigen een "willekeurige wandeling" noemen. De baanverandering vindt plaats op werkelijk astronomische tijdschalen. Het verspreidt zich over een tijdsbestek van tientallen miljoenen jaren. De lange as van de ellips van SY99 zou in de loop van de 4,5 miljard jaar durende geschiedenis van het zonnestelsel met honderden astronomische eenheden veranderen.

Verschillende andere extreme trans-Neptuniaanse objecten met kleinere banen vertonen ook diffusie, op kleinere schaal. Waar men heen gaat, er kan meer volgen. Het is heel aannemelijk dat de geleidelijke effecten van diffusie inwerken op de tientallen miljoenen kleine werelden die rond de nabije rand van de Oortwolk (een schil van ijzige objecten aan de rand van het zonnestelsel) draaien. Deze zachte invloed zou er langzaam toe leiden dat sommigen van hen willekeurig hun banen dichter bij ons zouden verschuiven, waar we ze zien als extreme trans-Neptuniaanse objecten.

Echter, diffusie zal de verre baan van Sedna niet verklaren, die zijn dichtstbijzijnde punt te ver van Neptunus heeft om de vorm van zijn baan te veranderen. Misschien kreeg Sedna zijn baan van een passerende ster, eonen geleden. Maar diffusie zou zeker kunnen leiden tot het binnenbrengen van extreme trans-Neptuniaanse objecten uit de binnenste Oortwolk - zonder de noodzaak van een Planeet Negen. Om het zeker te weten, we zullen meer ontdekkingen moeten doen in deze meest afgelegen regio met onze grootste telescopen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.