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VERMUTETER PLANET
Das Aussehen von Planet Neun
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Bern
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7. April 2016

Die Nachricht von der möglichen Existenz eines weiteren Planeten am Rand des Sonnensystems begeisterte und faszinierte zu Jahresbeginn nicht nur Fachleute. Doch wie sieht Planet Neun aus und wird man ihn in naher Zukunft aufspüren können? Zwei Forscher haben sich dieser Frage angenommen und glauben, dass die Chance auf eine Entdeckung gar nicht so schlecht ist.

Planet Neun

So könnte die Struktur von Planet Neun aussehen. Bild: Esther Linder, Christoph Mordasini, Universität Bern [Großansicht]

Im Januar verkündeten Konstantin Batgyin und Mike Brown vom California Institute of Technology, dass sie aus der Bewegung von Objekten im sogenannten Kuiper-Gürtel auf einen bisher unbekannten Planeten schließen. Seither versuchen Planetenforscher auf der ganzen Welt mehr Informationen über "Planet Neun" zu sammeln um ihn so zu lokalisieren.

Wie groß und wie hell ist dieser neunte Planet, falls es ihn wirklich gibt? Wie warm oder kalt ist er, und mit welchem Teleskop könnte man ihn finden? Diese Fragen wollten Christoph Mordasini, Professor an der Universität Bern, und seine Doktorandin Esther Linder beantworten. Die beiden Schweizer Wissenschaftler untersuchen die Entwicklung von Planeten mithilfe von Computermodellen.

Normalerweise interessieren sie sich dabei für die Entstehung junger Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, sogenannte Exoplaneten, die Lichtjahre von uns entfernt sind. "Für mich ist der Planeten- Kandidat ein nahes Objekt, obwohl er etwa 700 Mal weiter entfernt ist als die Erde von der Sonne", so Linder.

Mordasini und Linder nehmen an, dass der neunte Planet eine kleinere Version von Uranus und Neptun ist - ein kleiner Eisriese also mit einer Hülle aus Wasserstoff und Helium. Mithilfe ihres Modells der Planetenentwicklung berechneten sie, wie sich Werte wie zum Beispiel der Planetenradius oder die Helligkeit seit der Geburt des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren im Laufe der Zeit entwickelt haben.

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In ihrer Arbeit kommen sie zu folgendem Resultat: Ein Planet mit zehn Erdmassen, wie von den beiden amerikanischen Forschern vorgeschlagen, hat heute einen Radius von 3,7 Erdradien. Seine Temperatur beträgt 47 Kelvin oder minus 226 Grad Celsius. Dies bedeutet, so Linder, dass der Planet selbst signifikant Wärme abstrahlt. "Wenn der Planet selbst keine innere Energie hätte, läge seine Temperatur bei nur 10 Kelvin oder minus 263 Grad Celsius", erklärt sie, "denn dann würde die Strahlung lediglich aus dem reflektierten Sonnenlicht bestehen."

Dieser innere Energiefluss, der vom Abkühlen des Planeteninnern herrührt, bedeutet auch, dass der Planet im Infrarot-Bereich viel heller strahlt als im sichtbaren Wellenlängenbereich, in dem nur das schwache reflektierte Sonnenlicht sichtbar ist. "Aufgrund unserer Studie ist der neunte Planet jetzt mehr als bloß ein Massepunkt, durch diese physikalischen Eigenschaften nimmt er Gestalt an", freut sich Mordasini.

Die Forscher untersuchten auch, ob ihre Resultate erklären, warum der neunte Planet bis jetzt noch nicht von Teleskopen aufgespürt wurde. Sie berechneten die Helligkeit von kleineren und größeren Planeten in verschiedenen Umlaufbahnen und kamen zum Schluss, dass die bisher durchgeführten Himmelsdurchmusterungen nur eine kleine Chance hatten, ein Objekt mit 20 Erdmassen oder weniger zu entdecken, vor allem wenn es sich in der Nähe des fernsten Punkts auf seiner Umlaufbahn um die Sonne befindet.

Aber die NASA-Sonde Wide-field Infrared Survey Explorer hätte einen Planeten mit 50 Erdmassen oder mehr finden sollen. "Damit hat man eine interessante obere Massengrenze für den Planeten", erklärt Linder. Die Astronomen sind überzeugt, dass künftige Teleskope wie das gerade entstehende Large Synoptic Survey Telescope (LSST) in Chile oder spezielle Durchmusterungen den neunten Planeten aufspüren oder dessen Existenz ausschließen können. "Das sind spannende Aussichten", sagt Mordasini.

Über ihre Untersuchungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen ist.

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siehe auch
Sonnensystem: Hinweise auf neunten Planeten? - 21. Januar 2016
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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