Ons zonnestelsel is een kleine maar wonderbaarlijk bekende hoek van het uitgestrekte, donkere universum - we hebben zelfs ruimtevaartuigen op onze hemelse buren kunnen landen. Toch zijn de buitenste regionen nog steeds opmerkelijk niet in kaart gebracht. Nu hebben we 840 kleine werelden ontdekt in het verre en moeilijk te verkennen gebied voorbij Neptunus. Dit is de grootste verzameling ontdekkingen ooit gedaan, het aantal verre objecten met bekende paden rond de zon met 50% verhogen.

Deze kleine ijzige werelden zijn belangrijk omdat ze ons helpen de geschiedenis van het zonnestelsel te vertellen. Ze kunnen ons ook helpen het idee te testen dat er een nog onzichtbare planeet op de loer ligt in het buitenste zonnestelsel.

Ons planetenstelsel zoals we het vandaag zien, is niet zoals het gevormd is. Toen de zon werd geboren, het was omgeven door een enorme schijf van materiaal. Ontmoetingen met kleine, groeiende planeten - waaronder enkele van de werelden die we zojuist hebben ontdekt - verplaatsten de reuzenplaneten naar buiten van de zon totdat ze zich op hun huidige locatie vestigden. De groeiende planeten, anderzijds, ging overal heen, zowel naar binnen als naar buiten verstrooid.

Planetaire migratie vond ook plaats in verre systemen rond vele andere sterren. Gelukkig, de hemellichamen in ons eigen planetenstelsel zijn relatief dichtbij, waardoor het de enige plek is waar we de ingewikkelde details kunnen zien van hoe migratie plaatsvond. Door de populaties van kleine planeten in kaart te brengen die zijn overgebleven van de schijf, kunnen we de geschiedenis reconstrueren van hoe de grote planeten op hun plaats werden geduwd.

De lucht in kaart brengen

De nieuwe ontdekkingen werden gedaan als onderdeel van een vijfjarig project genaamd de Outer Solar System Origins Survey (OSSOS). de waarnemingen, uitgevoerd in 2013-2017, gebruikte de beeldcamera van een van 's werelds grootste telescopen - de Canada-France-Hawaï Telescope op Maunakea op Hawaï. Het onderzoek leek vaag, langzaam bewegende lichtpunten binnen acht grote stukken hemel nabij het vlak van de planeten en weg van de dichte stervelden van de Melkweg.

Met 840 ontdekkingen gedaan op afstanden tussen zes en 83 astronomische eenheden (au) - een dergelijke eenheid is de afstand tussen de zon en de aarde - geeft het onderzoek ons ​​een zeer goed overzicht van de vele soorten banen die deze "trans-Neptuniaanse objecten" hebben.

Eerdere onderzoeken hebben geleden onder het verlies van enkele van hun verre ontdekkingen - wanneer er te weinig waarnemingen plaatsvinden, het voorspelde pad van een kleine planeet aan de hemel zal zo onzeker zijn dat een telescoop het niet meer kan zien, en het wordt als "verloren" beschouwd. Dit gebeurt meer bij objecten met sterk gekantelde en langwerpige banen, het produceren van een vooroordeel in wat er momenteel bekend is over deze populaties.

Ons nieuwe onderzoek heeft met succes al zijn verre ontdekkingen gevolgd. De frequente snapshots die we gedurende meerdere jaren van de 840 objecten maakten, zorgden ervoor dat de baan van elke kleine wereld zeer nauwkeurig kon worden bepaald. In totaal, meer dan 37, 000 met de hand gecontroleerde metingen van de honderden ontdekkingen nauwkeurig vastgepind hun bogen in de lucht.

We hebben ook een bijbehorende software "simulator" (een computermodel) gemaakt, die een krachtig hulpmiddel biedt voor het testen van de inventaris en geschiedenis van ons zonnestelsel. Hierdoor kunnen theoretici hun modellen testen van hoe het zonnestelsel tot stand kwam in de vorm die we het vandaag zien, vergelijken met onze echte ontdekkingen.

Vreemde nieuwe werelden

De nieuwe ijzige en rotsachtige objecten vallen in twee hoofdgroepen. Eén omvat degenen die zich in ronde banen in de Kuipergordel bevinden, die zich uitstrekt van 37au tot ongeveer 50au van de zon. De andere bestaat uit werelden die in een zorgvuldige dans van vermijding draaien met Neptunus terwijl deze rond de zon reist. Deze "resonerende" trans-Neptuniaanse objecten, waaronder Pluto, werden in hun huidige langgerekte banen geduwd tijdens de migratie van Neptunus naar buiten.

In de Kuipergordel, we hebben 436 kleine werelden gevonden. Hun banen bevestigen dat een geconcentreerde "kernel" van de bevolking zich nestelt op bijna perfect ronde, vlakke banen op 43 tot 45au. Deze stille banen zijn mogelijk ongestoord sinds het begin van het zonnestelsel, een overgebleven deel van de originele schijf. Spoedig, we zullen een lid van deze groep van dichtbij zien:het ruimtevaartuig New Horizons, die Pluto in 2015 bezocht zal op nieuwjaarsdag 2019 langs een wereld vliegen die ongeveer zo groot is als Londen.

We hebben 313 resonante trans-Neptuniaanse objecten gevonden, met het onderzoek waaruit blijkt dat ze zo ver weg als een ongelooflijke 130au bestaan ​​- en veel overvloediger zijn dan eerder werd gedacht. Een van deze ontdekkingen is de dwergplaneet 2015 RR245, dat is ongeveer de helft van de grootte van Groot-Brittannië. Het is mogelijk in zijn huidige baan om 82au gesprongen na een ontmoeting met Neptunus honderden miljoenen jaren geleden. Het was ooit een van de 90, 000 verspreide objecten van kleinere omvang waarvan we schatten dat ze momenteel bestaan.

Zijn er meer planeten?

Een van de meest ongewone ontdekkingen zijn negen kleine werelden op ongelooflijk verre banen, nooit dichter bij de zon komen dan de baan van Neptunus, en het duurt wel 20, 000 jaar om rond onze ster te reizen. Hun bestaan ​​impliceert een onzichtbare populatie van honderdduizenden trans-Neptuniaanse objecten in vergelijkbare banen.

Hoe deze objecten op hun huidige pad zijn gekomen, is onduidelijk - sommige cirkelen zo ver weg dat, zelfs bij hun dichtste nadering, ze worden nauwelijks getrokken door de zwaartekracht van Neptunus. Een verklaring die naar voren is gebracht is dat een nog ongeziene grote planeet, soms "Planet Nine" genoemd, zou ervoor kunnen zorgen dat ze in de ruimte clusteren. Echter, onze negen kleine planeten lijken allemaal soepel te zijn verspreid, in plaats van te clusteren. Misschien is het hoeden van zo'n grote planeet subtieler - of zijn deze banen in plaats daarvan op een andere manier gevormd.

De geschiedenis van ons zonnestelsel begint nu pas te worden verteld. We hopen dat deze nieuwe reeks ontdekkingen zal helpen om het verhaal samen te stellen.

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