Zou er in de verre uithoeken van het zonnestelsel nog een ander Pluto-achtig object kunnen zijn? Wat dacht je van twee of meer?
Eerder deze week, we discussiëerden een recent artikel van planetenjager Mike Brown, die zei dat hoewel er waarschijnlijk geen heldere, gemakkelijk te vinden objecten zijn, er wel donkere objecten 'ver weg op de loer kunnen liggen'. Nu beweert een groep astronomen uit het VK en Spanje dat er minstens twee planeten moeten bestaan voorbij Neptunus en Pluto om het baangedrag te verklaren van objecten die nog verder weg zijn, de zogenaamde extreme trans-Neptuniaanse objecten (ETNO).
De momenteel bekende grootste kleine lichamen in de Kuipergordel zullen waarschijnlijk niet worden overtroffen door toekomstige ontdekkingen. Dit is de conclusie van Dr. Michael Brown, et al. (Illustratiecredits: Larry McNish, gegevens: M.Brown)
We weten wel dat Pluto zijn zonnestelsel deelt met meer dan 1500 andere kleine, ijzige werelden, samen met waarschijnlijk talloze kleinere en donkerdere die nog niet zijn gedetecteerd.
In twee nieuwe artikelen die deze week zijn gepubliceerd, merkten wetenschappers van de Complutense Universiteit van Madrid en de Universiteit van Cambridge op dat de meest geaccepteerde theorie van trans-Neptuniaanse objecten is dat ze op een afstand van ongeveer 150 AU moeten draaien, in een baanvlak moeten zijn - of helling - vergelijkbaar met de planeten in ons zonnestelsel, en ze zouden willekeurig moeten worden verdeeld.
Maar dat wijkt af van wat daadwerkelijk wordt waargenomen. Wat astronomen zien zijn groeperingen van objecten met wijd verspreide afstanden (tussen 150 AU en 525 AU) en orbitale hellingen die variëren van 0 tot 20 graden.
'Deze overdaad aan objecten met onverwachte orbitale parameters doet ons geloven dat sommige onzichtbare krachten de verdeling van de orbitale elementen van de ETNO veranderen,' zei Carlos de la Fuente Marcos, wetenschapper bij UCM en co-auteur van de studie, 'en wij bedenk dat de meest waarschijnlijke verklaring is dat er buiten Neptunus en Pluto nog andere onbekende planeten bestaan.”
Hij voegde eraan toe dat het exacte aantal onzeker is, maar gezien de beperkte gegevens die beschikbaar zijn, suggereren hun berekeningen dat 'er minstens twee planeten zijn, en waarschijnlijk meer, binnen de grenzen van ons zonnestelsel.'
In hun studies analyseerde het team de effecten van wat het 'Kozai-mechanisme' wordt genoemd, dat verband houdt met de zwaartekrachtverstoring die een groot lichaam uitoefent op de baan van een ander veel kleiner en verder weg object. Ze keken naar hoe de zeer excentrieke komeet 96P/Machholz1 wordt beïnvloed door Jupiter (hij zal in 2017 in de buurt van de baan van Mercurius komen, maar hij reist maar liefst 6 AU bij aphelium) en het kan 'de sleutel zijn om de raadselachtige clustering te verklaren van banen rond het argument van perihelium bijna 0° recent gevonden voor de populatie van ETNO's, 'schreef het team in een van hun papieren.
De ontdekkingsbeelden van 2012 VP113. Elk werd op 5 november 2012 met een tussenpoos van ongeveer twee uur gemaakt. Achter het object kun je achtergrondsterren en sterrenstelsels zien die stil stonden (vanuit het perspectief van de aarde) in het fotolijstje. Krediet: Scott S. Sheppard: Carnegie Institution for Science
Ze keken ook naar de dwergplaneet die vorig jaar werd ontdekt, genaamd 2012 VP113 in de Oortwolk (de dichtste nadering tot de zon is ongeveer 80 astronomische eenheden) en hoe sommige onderzoekers zeggen dat zijn baan kan worden beïnvloed door de mogelijke aanwezigheid van een donkere en ijzige superaarde, tot tien keer groter dan onze planeet .
'Dit Sedna-achtige object heeft het verst verwijderde perihelium van alle bekende kleine planeten en de waarde van het argument van het perihelium is bijna 0°', schrijft het team. in hun tweede paper. 'Deze eigenschap lijkt te worden gedeeld door bijna alle bekende asteroïden met een halve lange as groter dan 150 au en perihelium groter dan 30 au (de extreme trans-Neptuniaanse objecten of ETNO's), en dit feit is geïnterpreteerd als bewijs voor het bestaan van een super -Aarde op 250 au. In dit scenario kan een populatie stabiele asteroïden worden geleid door een verre, onontdekte planeet die groter is dan de aarde en die de waarde van hun argument van perihelium rond de 0° behoudt als gevolg van het Kozai-mechanisme.
Natuurlijk druist de theorie in twee artikelen die door het team zijn gepubliceerd in tegen de voorspellingen van de huidige modellen over de vorming van het zonnestelsel, die stellen dat er geen andere planeten in cirkelvormige banen voorbij Neptunus bewegen.
Maar het team wees op de recente ontdekking van een planeetvormende schijf rond de ster HL Tauri die meer dan 100 astronomische eenheden van de ster verwijderd is. HL Tauri is massiever en jonger dan onze zon en de ontdekking suggereert dat planeten enkele honderden astronomische eenheden kunnen vormen op afstand van het centrum van het systeem.
Het team baseerde hun analyse door 13 verschillende objecten te bestuderen, dus wat nodig is, zijn meer observaties van de buitenste regionen van ons zonnestelsel om te bepalen wat zich daar zou kunnen verbergen.
Verder lezen:
Carlos de la Fuente Marcos, Raúl de la Fuente Marcos, Sverre J. Aarseth. 'Flipping minor bodies: wat komeet 96P/Machholz 1 ons kan vertellen over de orbitale evolutie van extreme trans-Neptuniaanse objecten en de productie van bijna-aardse objecten op retrograde banen'. Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society 446(2):1867-1873, 2015.
C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos. ' Extreme trans-Neptuniaanse objecten en het Kozai-mechanisme: signalering van de aanwezigheid van trans-Plutonische planeten? Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society Letters 443(1): L59-L63, 2014.