Het zonnestelsel telt 8 planeten. Maar in 2016 vertellen twee Amerikaanse onderzoekers vrij stellig dat het er stiekem 9 zijn: in de buitenste regionen van ons zonnestelsel – ver buiten de baan van Neptunus – zou zich een nog onontdekte planeet bevinden die vijf keer zwaarder is dan de aarde. Inmiddels zijn we bijna 8 jaar verder en is deze ‘Planeet 9’ nog altijd niet ontdekt. En dus rijst de vraag: bestaat ‘ie nu of niet?
In januari 2016 is het wereldnieuws: astronomen Konstantin Batygin en Mike Brown kondigen aan sterke aanwijzingen te hebben gevonden dat ons zonnestelsel niet acht, maar negen planeten telt. Ze baseren hun conclusies niet op directe waarnemingen van die planeet, maar op de opmerkelijke beweging van zes objecten in de Kuipergordel: een enorme verzameling komeetachtige objecten die zich voorbij de baan van Neptunus bevindt. De objecten in kwestie hebben allemaal elliptische banen, maar volgen dezelfde richting in de fysieke ruimte. Het resulteert erin dat ze hun perihelium (het punt in hun omloopbaan waarop ze zich het dichtst bij de zon bevinden) allemaal bijna onder dezelfde hoek benaderen en op ongeveer dezelfde plek bereiken (zie ook de afbeelding hieronder). En die zogeheten ‘clustering in baanelementen’ van deze Kuipergordelobjecten kon geen toeval zijn. “De kans dat dit toeval is, is slechts 0,007 procent,” aldus Brown in 2016. “Er moet iets zijn dat de koers van deze objecten bepaalt.” Namelijk: een negende planeet.
Twijfels
Professor Simon Portegies Zwart, als sterrenkundige verbonden aan de Sterrenwacht Leiden van de Universiteit Leiden, kan zich zijn eerste reactie op het nieuws nog goed herinneren, zo vertelt hij aan Scientias.nl. “Ik had mijn twijfels.” Die twijfels vinden in eerste instantie hun oorsprong in het taalgebruik van Brown en Batygin. “In hun onderzoeksartikel en het begeleidend persbericht spreken ze van ‘bewijs’ voor een negende planeet. Dat is boude taal voor een wetenschapper. En er was helemaal geen bewijs; er was alleen een indicatie – in de vorm van die clustering in baanelementen van een handvol planetoïden – dat er een negende planeet kon zijn.”
Vervolgonderzoek
Inmiddels zijn we bijna acht jaar verder en heeft Portegies Zwart nog steeds zijn twijfels over het bestaan van planeet 9. Grote verschil is dat ze inmiddels niet langer enkel gestoeld zijn op een lichte irritatie over taalgebruik, maar ook onderschreven worden door wetenschappelijk onderzoek. “Planeet 9 is een heel creatieve oplossing voor een merkwaardig probleem: de ietwat vreemde banen van sommige Kuipergordelobjecten,” stelt Portegies Zwart. “Maar als ik er even voor zou gaan zitten, zou ik nog drie, vier of zelfs zes verklaringen voor dat ‘probleem’ kunnen vinden. En collega-astronomen hebben dat de afgelopen jaren ook daadwerkelijk gedaan.” En inderdaad: de laatste jaren zijn er verschillende studies verschenen waarin wetenschappers aantonen dat de ogenschijnlijk vreemde bewegingen van Kuipergordelobjecten ook in afwezigheid van een negende planeet prima te verklaren zijn. “Zo zijn er bijvoorbeeld studies die suggereren dat de zwaartekrachtwerking van de Oortwolk (een veronderstelde wolk gevuld met komeetachtige objecten die zich rond het zonnestelsel bevindt, red.) de vreemde banen van de Kuipergordelobjecten ook zou kunnen verklaren.”
Selectieve zoektocht?
En daarmee is Planeet 9 anno 2023 – in het gunstigste geval – slechts één van de mogelijke verklaringen voor een probleem. Een probleem waarvan bovendien, zo benadrukt Portegies Zwart, óók nog niet bewezen is dat het bestaat. Want er mag dan misschien wel een clustering in baanelementen van planetoïden te zijn ontdekt, maar bestaat die clustering wel? Of denken we dat alleen maar? “Kuipergordelobjecten bevinden zich op 600 AU afstand van de zon, oftewel 600 keer de afstand tussen de aarde en de zon,” zo legt Portegies Zwart uit. “Dat is enorm ver weg. Daarnaast zijn deze objecten vrij donker en klein en bewegen ze snel. Dat zijn vier redenen waarom het lastig is om deze objecten waar te nemen.” Onze beste kansen om ze te spotten, doen zich dan ook voor op het moment dat zo’n object zich – dankzij een sterk elliptische baan – relatief dicht bij de zon waagt. “Veel Kuipergordelobjecten zijn dan ook ontdekt op het moment dat hun omloopbaan ze het dichtst bij de zon bracht. En wat gebeurt er als onderzoekers op zo’n plek een Kuipergordelobject vinden? Dan zeggen ze: ‘Hé, daar kun je leuke dingen ontdekken, laten we daar nog eens kijken.” En verhip, al snel vinden ze er nog eentje. “Als je zo kijkt, lijkt alles dicht bij de zon te staan,” merkt Portegies Zwart op. Maar de werkelijkheid is natuurlijk anders; we ontdekken de meeste Kuipergordelobjecten relatief dicht bij de zon, omdat dat eigenlijk de enige plek is waar we ze goed kunnen zien. En er zijn aanwijzingen dat de clustering van baanelementen die Batygin en Brown met hun Planeet 9 proberen te verklaren ook het resultaat is van zo’n selectieve zoektocht. Want sommige van die baanelementen – waaronder een elliptische baan en het feit dat de objecten zich relatief dicht bij de zon wagen – is wat ze geknipt maakt voor detectie. En als astronomen vervolgens één zo’n Kuipergordelobject vanuit een bepaalde richting perihelium zien naderen, zijn ze geneigd in diezelfde richting te zoeken naar meer, zo stelt Portegies Zwart. “In dat geval hebben de onderzoekers de Kuipergordelobjecten allemaal alleen in een bepaalde richting waargenomen, omdat dat nu eenmaal de richting is waarin ze gezocht hebben.” Het zou betekenen dat de clustering van baanelementen een illusie is; het resultaat van een selectieve zoektocht, waarin simpelweg geen oog is geweest voor de talloze Kuipergordelobjecten die mede vanwege hun juist afwijkende – ongeclusterde – baanelementen aan ons zicht onttrokken worden.
Op losse schroeven
Er zijn dus aanwijzingen dat het probleem dat Batygin en Brown met hun Planeet 9 proberen op te lossen, niet bestaat. En als we ervan uitgaan dat het probleem wel bestaat, zijn er nog andere oplossingen voor dat probleem te bedenken zonder dat daar een negende planeet aan te pas hoeft te komen. Kortom: de Planeet 9-hypothese was nooit heel sterk, en is de afgelopen jaren behoorlijk op losse schroeven komen te staan.
Actief op zoek
Maar dat heeft Brown en Batygin er niet van weerhouden om actief naar de planeet te zoeken. “Er is heel wat waarneemtijd en miljoenen euro’s in gestoken om de planeet te vinden,” weet Portegies Zwart. Zonder resultaat. Maar de onderzoekers laten zich daardoor niet uit het veld slaan. Ze blijven er namelijk op hameren dat de hypothetische planeet – doordat deze niet overdreven groot is en op grote afstand van de aarde staat – nu eenmaal lastig waar te nemen is. “Dat is hun excuus: het is zoeken naar een speld in een hooiberg.” En dat is natuurlijk ook zo. “Maar ik vind de zoektocht daarom ook een beetje zonde van de waarneemtijd,” legt Portegies Zwart uit. “Ik denk dan: laten we de telescooptijd voor andere doeleinden gebruiken en over een paar jaar met het Vera C. Rubin Observatory verder zoeken. Natuurlijk: dan moeten we nog even wachten, maar dan weten we wel meteen hoe het zit.”
Vera C. Rubin
Het Vera C. Rubin Observatory – momenteel in aanbouw in Chili – is namelijk speciaal ontworpen om een groot deel van de hemel te observeren en moet onder meer kleine objecten in het zonnestelsel – waaronder Kuipergordelobjecten – in kaart gaan brengen. “Met dit observatorium kunnen we straks vaststellen of er echt een probleem is of dat dat door onze selectieve manier van waarnemen alleen maar zo lijkt en we elkaars tijd dus enorm aan het verdoen zijn geweest. Ook is het het uitgelezen instrument om de planeet te ontdekken. En die hele discussie dus definitief te beëindigen.” Enig geduld is daarbij zoals gezegd wel op zijn plaats; het observatorium opent de ogen naar verwachting in 2025.
Aan een zijden draadje
En zo hangt het lot van Planeet 9 dus nog zeker enkele jaren aan een zijden draadje. Maar stel nu dat we over een aantal jaren moeten concluderen dat de planeet niet bestaat. Zouden we dan ook moeten concluderen dat de hypothese van Brown en Batygin ons werkelijk niets heeft gebracht? Want in reactie op hun Planeet 9-theorie zijn toch heel wat theoretici aan de slag gegaan om die theorie te toetsen en nader te onderzoeken. “Er is hard gewerkt,” bevestigt Portegies Zwart. “Brown en Batygin hebben intellectuelen uitgedaagd met een spannend probleem en die intellectuelen zijn vervolgens met creatieve oplossingen gekomen. Het heeft dus mooi theoretisch werk opgeleverd dat ik als onderzoeker met rooie oortjes heb gelezen. Maar was dat werk niet gedaan zonder de Planeet 9-theorie? Dat geloof ik niet; die creatieve mensen zijn toch wel creatief bezig en die hele theorie heeft ons dan ook geen moer opgeleverd.”
Het is bijna acht jaar na de geboorte van die Planeet 9-hypothese een ronduit ontnuchterende conclusie. Wat de toekomst – met daarin het prachtige Vera C. Rubin Observatory – ons verder nog gaat brengen, blijft koffiedik kijken. Maar recente studies waarin stevig aan de figuurlijke stoelpoten van de hypothetische Planeet 9 is gezaagd, hebben de verwachtingen al behoorlijk getemperd. Mocht het observatorium over een paar jaar geen spoor van Planeet 9 kunnen ontdekken, dan komt dat dus niet als een grote verrassing of een gigantische teleurstelling. Temeer, omdat het observatorium ongeveer gelijktijdig waarschijnlijk weer met heel andere opzienbarende vondsten in de Kuipergordel op de proppen komt. “De Kuipergordel is de diepzee van de lokale sterrenkunde: we begrijpen er geen fluit van,” stelt Portegies Zwart. “En dat is jammer, omdat wat zich daar bevindt en afspeelt wel dicht raakt aan de oorsprong van het zonnestelsel en daarmee ook aan de oorsprong van onszelf. Daar in de Kuipergordel ligt het antwoord op de vraag hoe het allemaal zover is kunnen komen: hoe Uranus en Neptunus zijn ontstaan, hoe de planeten zijn gemigreerd, enzovoort. Uiteindelijk moeten we er dan ook gewoon naartoe en een gaatje boren in één van die Kuipergordelobjecten om vast te stellen hoe het zonnestelsel en uiteindelijk ook wij zijn ontstaan.” Het zijn van die grote levensvragen waarbij de vraag of planeet 9 bestaat of niet, duidelijk verbleekt. “Het hele verhaal over en de zoektocht naar die negende planeet draait mij teveel om ego’s en te weinig om de wetenschappelijke inhoud. Natuurlijk heeft de planeet wel wetenschappelijke waarde als deze blijkt te bestaan, bijvoorbeeld voor ons begrip van het ontstaan van het zonnestelsel. Maar als de planeet niet bestaat, ligt echt niemand daar wakker van.”
