Planet 9 nimmt Gestalt an: Eine Simulation des neu entdeckten Planeten in unserem äußeren Sonnensystem
Astrophysiker von der Universität Bern haben die Entwicklung des mutmaßlichen Planeten im äußeren Sonnensystem modelliert. Sie schätzen, dass der Planet einen derzeitigen Radius von 3,7 Erdradien und eine Temperatur von minus 225 Grad Celsius hat.
Falls Planet 9 wirklich existieren sollte, wie groß und wie hell ist er dann? Wie hoch ist seine Temperatur und welches Teleskop könnte ihn finden?
Das waren die Fragen, die sich Christoph Mordasini, Professor an der Universität Bern und seine Doktorandin Esther Linder stellten, als sie vom möglichen zusätzlichen Planeten im Sonnensystem hörten, dessen Existenz von Mike Brown und Konstantin Batygin vom California Institute of Technology in Pasadena vorgeschlagen wurde.
Die Schweizer Wissenschaftler sind Experten im Modellieren von Planeten-Entwicklungen. Sie studieren in der Regel die Entstehung von jungen Exoplaneten in Scheiben um andere Sterne die Lichtjahre entfernt sind und deren direkte Abbildung mit dem zukünftigen James Webb Weltraumteleskop vielleicht möglich sein wird.
Daher sagte Esther Linder:“Für mich ist ein Kandidat wie Planet 9 ein nahes Objekt, obwohl er etwa 700-mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde.“
Die Astrophysiker gehen davon aus, dass Planet 9 eine kleinere Version von Uranus und Neptun ist. Ein kleiner Eisriese mit einer Hülle aus Wasserstoff und Helium. Mit ihrem Planeten-Evolutions-Modell berechneten sie, wie sich Parameter wie Planetenradius oder Helligkeit im Laufe der Zeit weiterentwickelt haben könnten seit sich das Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren gebildet hat.
Erwärmt von innen
In ihrem Artikel, der im Journal Astronomy & Astrophysics erschienen ist, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass der Planet 10 Erdmassen und einen derzeitigen Radius von 3,7 Erdradien hat. Seine Temperatur beträgt minus 226 Grad Celsius oder 47 Kelvin. „Das bedeutet, dass die Emission des Planeten durch die Kühlung des Kerns dominiert wird, sonst würde die Temperatur nur 10 Kelvin betragen“ erklärte Esther Linder. „Seine innewohnende Energie ist etwa 1000-mal größer als die absorbierte Energie.“ Das reflektierte Sonnenlicht trägt nur einen geringen Teil zur gesamten Abstrahlung des Planeten bei, wie nachgewiesen werden konnte. Dies bedeutet auch, dass der Planet im Infraroten viel heller strahlt als im Visuellen. „Mit unserer Studie über den Planeten-Kandidaten 9 ist er nun mehr als nur eine einfache punktförmige Masse, er nahm Gestalt an und physikalische Eigenschaften“, sagte Christoph Mordasini.
Die Forscher überprüften auch ihre Ergebnisse um eine Erklärung zu finden, warum Planet 9 von Teleskopen bisher nicht nachgewiesen wurde. Sie berechneten die Helligkeit von kleineren und größeren Planeten auf verschiedenen Umlaufbahnen und schlossen daraus, dass die Himmels-Durchmusterungen, die in der Vergangenheit durchgeführt wurden, nur eine kleine Chance hatten ein Objekt mit einer Masse von 20 Erdmassen oder weniger zu entdecken, vor allem wenn es in der Nähe seines am weitesten entfernten Punktes seiner Umlaufbahn ist.
NASAs Wide-Field Infrared Survey Explorer kann einen Planeten mit einer Masse von 50 Erdmassen oder mehr entdecken. Damit ist eine interessante obere Massengrenze für die Entdeckung von Planeten gegeben. Nach Ansicht der Wissenschaftler sollten zukünftige Teleskope wie das Large Synoptic Survey Telescope, das sich in der Nähe vom Cerro Tololo in Chile im Bau befindet, in der Lage sein, den Planeten-Kandidaten 9 zu finden oder auszuschließen.
Die Studie wurde vom Forschungsprojekt der Schweizerischen National Science Foundation PlanetsInTime und dem National Center for Competence in Research Planets finanziert.
10. April 2016/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
