Jakten på planet X

2016-03-09 06:52 Kaianders Sempler  

En hittills oupptäckt planet stor som Neptunus döljer sig i solsystemets utkanter, hävdar två amerikanska astronomer.

Finns en större fjäder för en astronom att sätta i sin hatt än att ha hittat en okänd planet? Få har varit förunnade att uppnå detta hägrande mål, men desto fler har känt sig kallade. De senaste i raden heter  Mike Brown och Konstantin Batygin vid Caltech i Pasdena,  USA. De hävdar att det finns en okänd planet i storleksordningen tio jordmassor som går i en utdragen elliptisk bana runt solen med en omloppstid på 15 000 år. Det närmaste den kommer solen är 200 AU (astronomiska enheter, avståndet mellan solen och jorden), sju gånger avståndet till Neptunus, och dess bana sträcker sig så långt ut som mellan 600 och 1 200 AU.

Hur kommer det sig att herrar Brown och Batygin kan komma med ett så tvärsäkert påstående?

Det är för att det är något lurt med banorna hos de småplaneter som under de senaste tjugo åren har upptäckts i solsystements yttersta utkanter. En rad av de så kallade transneptunska objekten – TNO:s – går i extremt utsträckta elliptiska banor, mellan 40 och 200 AU.

Den hittills största av de transneptunska dvärgplaneterna upptäcktes 2005. Den fick namnet Eris, och beräknas vara lika stor men mer massiv än Pluto. Sedan dess har hundratals småplaneter upptäckts i Kuiperbältet utanför Neptunusbanan, de flesta dock mycket små. Den kanske mest spektakulära hittades 2003, och fick namnet Sedna efter en inuitisk vattengud.

Det konstiga är emellertid att de mest avlägsna objektens banor, de som liksom Sedna tillhör vad man kallar scattered disc objects och aldrig kommer närmare solen än 40 AU (Neptunusbanan ligger på 30 AU), tycks ligga samlade åt ett håll i rymden, i en ellipsoid med solen i ena brännpunkten. Varför det?

En planetbana bestäms genom ett antal så kallade ban­element (se figuren). Därtill kommer den elliptiska banans excentricitet (ett tal mellan 0 och 1) och längden på dess halva storaxel (är banan cirkulär blir det radien, avståndet till solen).

Banelementen periapsisargumentet och inklinationen för scattered disc-objekten ligger inom ett 90-gradersspann, och detta kan inte vara någon slump, säger Brown och Batygin. De har räknat ut att sannolikheten för att banorna helt slumpmässigt skulle hamnat som de ligger bara är 0,007 procent. Så vad är orsaken?

Brown och Batygin har kört datasimuleringar och funnit att banorna  kan ha påverkats av gravitationen från en hittills okänd planet med tio gånger jordmassan, av Neptunus storlek alltså, långt utanför Neptunusbanan.

– Det är tveksamt men fullt möjligt, säger astronomerna Gösta Gahm och Alexis Brandecker vid Stockholms universitet.

Nu är det inte första gången kaxiga astronomer påstått sig ha bevis för nya planeter. Alla gånger utom en (när Neptunus upptäcktes, se faktarutan nedan) har det visat sig att de har haft fel.

– Jag vet det, säger Mike Brown. Men den här gången är det annorlunda, för den här gången har vi rätt!

Listan över misslyckade planetförutsägelser börjar 1843. Urbain Leverrier, mannen som med framgång räknat fram koordinaterna för planeten Neptunus, hade noterat att Merkurius inte riktigt följde den Newtonska mekanikens lagar. Leverrier hävdade att detta berodde på störningar från en planet som han kallade Vulkanus, och som gick i bana mellan solen och Merkurius.

Trots intensiva observationer under decennier hittades ingen planet. Först när Albert Einstein formulerat sin allmänna relativitetsteori 1915 fick Merkuriusbanans besynnerligheter sin förklaring. Det hade att göra med relativistiska effekter. Planeten Vulkanus kunde avskrivas.

Undersökningar av fossil i sedimentbergarter visar att katastrofer vid fem tillfällen orsakat massdöd på hela jorden. Vid skarven mellan epokerna perm och trias för 252 miljoner år sedan anses över 90 procent av jordens alla arter dött ut, och vid slutet av kritperioden, för 65 miljoner år sedan, försvann dinosaurierna. Vad hände?

Den amerikanske geologen Walter Alvarez hävdade på 1990-talet att massdöden berodde på nedslag av asteroider eller kometer. Några astronomer tog fasta på detta, och tyckte sig se ett mönster. Massutplåningarna hade inträffat med ungefär 25 miljoner års mellanrum, och de föreslog att detta berodde på att en okänd mycket stor himlakropp i avlägsen bana, förmodligen en dvärgstjärna, vart 25-miljonte år har stört kometer och rymdstenar  i Oorts moln längst ut i solsystemet så att de knuffats ner mot solen. Vissa hade därmed råka falla ner på jorden med katastrofala följder.

Den hypotetiska dödsstjärnan gavs namnet Nemesis, men den har aldrig kunnat hittas. Den borde ha stått ut som en fyrbåk på bilderna från satelliten WISE – Wide-field Infrared Survey Explorer – som skickades upp 2009 och skannar rymden i infrarött. Men det syns ingen brun dvärg inom ett och ett halvt ljusår från jorden.

Nemesis blev liksom Vulkanus förpassad till astronomihistoriens kuriosakabinett. Vad gäller massutdöendena av arter anser forskarna numera att de i huvudsak berott på perioder av omfattande vulkanutbrott.

– Om Brown och Batygins planet existerar kommer den att hittas om fem år, säger Alexis Brandecker vid Stockholms universitet.

Ett nytt amerikanskt teleskop med namnet LSST – The Large Synoptic Survey Telescope – byggs just nu i norra Chile. Det ska stå färdigt 2021 och kommer under en tioårsperiod fotografera och kartlägga hela himlavalvet med en superkänslig digitalkamera på 3,2 gigapixel. Astronomerna hoppas att mängder av okända asteroider och småplaneter ska kunna vaskas fram ur teleskopets dataflöde.

 

 

Skrolla nedåt för att läsa faktarutan om hur Uranus, Neptunus och Pluto upptäcktes.

Så upptäcktes Uranus, Neptunus och Pluto

Sju himlakroppar var kända sedan forntiden: solen, månen, Merkurius, Venus, Jupiter och Saturnus. Kanske det är därför våra veckor har just sju dagar, för de förknippades med varsin veckodag.

I och med att den heliocentriska världsbilden slog igenom på 1600-talet insåg man att månen roterade runt jorden, men Merkurius, Venus, jorden, Jupiter och Saturnus gick i banor runt solen. Det fanns alltså sex planeter i solsystemet. Men tänk om det fanns fler?

År 1781 upptäckte den tysk-brittiske amatörastronomen William Herschel en suddig ljusfläck i sitt teleskop som han först trodde var en komet. Men det stod snart klart att det faktiskt var en avlägsen planet i bana utanför Saturnus.

Herschel ville kalla den nya planeten Georgius Sidus – Georgs stjärna – till den engelske kungens ära, men yrkesastronomer världen över protesterade. En planet skulle ha romerska namn från den olympiska gudaskaran. Planeten fick heta Uranus efter tidens gud.

När astronomerna följde Uranus i sin bana upptäckte de att den inte uppförde sig riktigt som den skulle. Det verkade som om den stördes av gravitationen från en okänd ännu mer avlägsen himlakropp. Två unga astronomer, engelsmannen John Couch Adams och fransmannen Urbain Leverrier räknade oberoende av varandra ut var på himlavalvet den okända störande planeten borde befinna sig.

Adams hade otur. Tre gånger begav han sig till det kungliga observatoriet i Greenwich utanför London för att be hovastronomen – the Astronomer Royal – att rikta teleskopet mot den plats han angett. De första två gångerna var den mäktige mannen bortrest. Den tredje gången nekades han tillträde eftersom den kungliga astronomen åt kvällsmat och absolut inte fick störas.

På andra sidan engelska kanalen hade Urbain Leverrier liknande problem. Han lyckades inte få något franskt observatorium att ta honom på allvar och rikta teleskopet mot den plats han angett.

Men han gav sig inte. Den 20 september 1846 skrev han till en bekant, Johann Galle vid observatoriet i Berlin, och bad denne speja efter en okänd planet vid de koordinater han räknat ut. Tre dagar senare fick Galle brevet, och redan samma natt fann han planeten. Den fick namnet Neptunus.

Också Neptunus ansågs avvika en smula från den bana astronomerna så mödosamt räknat ut. Fanns det ytterligare en planet i solsystemets utkanter?

En stormrik amerikansk amatörastronom vid namn Percival Lowell beslutade sig för att hitta den. Med egna medel lät han bygga ett modernt observatorium i Flagstaff, Arizona, inte långt från Grand Canyon. Där tillbringade han sedan nätterna med att ömsom leta efter ”planet X”, där X stod för ”okänd”, och ömsom studera Marsytan som han hävdade genomkorsades av kanaler – ett tecken på att planeten var bebodd av intelligenta varelser.

Men han hittade ingen planet, och hans kanaler på Mars visade sig vara synvillor. Lowell dog 1916, men planetjakten fortsatte vid hans observatorium. En ung man vid namn Clyde Tombaugh anställdes för att i en blinkkomparator jämföra fotografier tagna med några veckors mellanrum för att se om något rört sig mellan exponeringarna. Den 18 februari 1930 upptäckte Tombaugh en ljusprick som förflyttat sig några millimeter på plåten mellan två tagningar. Solsystemets nionde planet var funnen.

En 11-årig skolflicka föreslog att den skulle få heta Pluto, vilket föll Internationella astronomiska unionen som sköter namnfrågor på läppen. Pluto börjar ju med PL – Percival Lowells initialer.

Upptäckten av Pluto skapade planetfeber och nationell yra i USA. Så populär var den nya planeten att Walt Disney uppkallade sin nya tecknade seriehund efter den.

Det stod snart klart att Pluto var en mycket liten himlakropp, mindre än vår måne, och att den inte kunde störa banan hos en jätteplanet som Neptunus. 1992 upptäcktes de första i en rad plutoliknande objekt i solsystemets utkant, och sedan 2006 betraktas inte längre Pluto som en ”riktig” planet.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt