"Planet neun" schlummert am Rand des Sonnensystems

Es war eine sensationelle Entdeckung: Unser Sonnensystem - fanden US-Forscher vor wenigen Wochen heraus - hat wohl einen neuen Planeten. Bislang wurde er jedoch noch nicht per Teleskop gesichtet - die Forscher kamen ihm nur durch ungewöhnliche Bewegungen von anderen Himmelskörpern auf die Schliche. Jetzt hat ein Team aus der Schweiz erstmals die mögliche Beschaffenheit von "Planet neun" mit einem Computermodell errechnet. Wissenschaftler auf der ganzen Welt wissen jetzt, wonach sie suchen müssen.

Damit stehen die Chancen sehr gut, dass wir schon bald einen neuen Planeten in unserem Sonnensystem begrüßen dürfen, auch wenn er 105 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt und kaum sichtbar ist.

Verräterische Spuren

Die Entdeckung von "Planet neun" war akribische Detektivarbeit: Den Amerikanern Konstantin Batgyin und Mike Brown vom California Institute of Technology in Pasadena waren als Ersten Ungereimtheiten im Kuiper-Gürtel aufgefallen. Die Bewegungen von einigen Objekten ließen sich nur durch die gewaltige Anziehungskraft eines unbekannten Planeten erklären - das war die erste Spur.

Doch die Forscher verfügten über keinerlei gesicherte Fakten. Weder die Größe, die Helligkeit noch die ungefähre Position waren bekannt.

Parallele zu Neptun

Ein Team um den Physiker Christoph Mordasini von der Universität Bern hat nun durch ein Computermodell dem rätselhaften neuen Planeten erstmals Konturen verliehen. Dabei ging es von der Annahme aus, dass für die beobachteten außergewöhnlichen Flugbahnen ein Objekt mit etwa zehn Erdenmassen verantwortlich sein muss.

"Wie könnte so ein Planet aussehen - oder: welches bekannte Objekt gleicht ihm am meisten", fragte sich Mordasini. Der Forscher fand eine durchaus brauchbare Parallele: Neptun.

Ein eisiger Koloss

Daraus konnten die Schweizer Physiker ein Phantombild des Planeten entwickeln - es handelt sich also nicht um wissenschaftlich überprüfte Fakten, aber um plausible Annahmen. Mordasini und Linder nehmen an, dass es sich um so etwas wie die kleinere Version von Uranus und Neptun handeln könnte. Ein Planet mit beinahe dem vierfachen Radius unserer Erde und zehn Mal mehr Masse, 4,6 Milliarden Jahre alt.

"Planet neun" könnte demnach aus einem Eisenkern bestehen, der von einem Silikatmantel umgeben ist. Darüber liegt eine dicke Eisschicht. Schließlich dürfte eine Hülle aus Wasserstoff und Helium den Himmelskörper umschließen, vermuten die Forscher.

Gewaltige Hitze im Inneren

Die Oberflächentemperatur könnte bei minus 226 Grad liegen, hingegen könnte es im Planetenkern etwa 3400 Grad heiß sein. "Wenn der Planet selbst keine innere Energie hätte, läge seine Temperatur bei nur 10 Kelvin oder minus 263 Grad Celsius", erläutert Esther Linder aus dem Schweizer Team. Dies bedeutet, dass der Planet selbst signifikant Wärme abgibt.

Damit strahlt der Planet im Infrarot-Bereich viel heller als im sichtbaren Wellenlängenbereich, in dem nur das schwache reflektierte Sonnenlicht sichtbar ist. Für die Astrophysiker ein verräterischer Fingerabdruck im All.

Sehr schwierige Suche

Ein weiteres signifikantes Merkmal ist die Helligkeit. Nach Einschätzung von Mordasini hat "Planet neun" die Magnitude 22 - vereinfacht ausgedrückt: Er strahlt nur sehr, sehr wenig Licht aus. Zur astronomischen Beobachtung müssen daher Teleskope mit großen Durchmessern eingesetzt werden, um überhaupt etwas von dem eisigen Koloss zu finden.

Doch große Teleskope haben ein vergleichsweise kleines Gesichtsfeld. Das heißt: Es lassen sich immer nur sehr kleine Ausschnitte beobachten. Folglich wären Angaben zur genauen Position von "Planet neun" für die Astronomen hilfreich. Doch soweit sind die Astrophysiker noch nicht.

Von der Milchstraße verborgen

Fest steht, dass sich der gesuchte Planet am äußersten Rand unseres Sonnensystems befindet - und von uns 700 Mal weiter entfernt ist als die Erde von der Sonne. Genau darin sieht Mordasini auch eine der Ursachen, warum "Planet neun" noch nicht früher aufgefallen ist: Als Objekt am Rand unseres Sonnensystems befindet sich der schwach strahlende Planet sehr nah an der Milchstraße mit Tausenden von Sternen. Da kann "Planet neun" sehr leicht übersehen oder verwechselt werden.

Dennoch sind die Schweizer Forscher davon überzeugt, dass künftige Teleskope wie das im Bau stehende "Large Synoptic Survey Telescope" (LSST) in Chile den neunten Planeten aufspüren können. Dann müsste das bisherige Modell unseres Sonnensystems reformiert werden. "Spannende Aussichten", sagt Mordasini.

Quelle: E. Linder/C. Mordasini: "Evolution and Magnitudes of Candidate Planet Nine" http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/201628350