Warum wurde der „9. Planet“ noch nicht entdeckt?

Brown und Batygin, die Autoren des Artikels über den möglichen Planeten, haben eine Webseite , die sich damit befasst.

Einige Gründe, die noch nicht behandelt wurden:

• Es bewegt sich ziemlich langsam – die Autoren schätzen 0,2–0,6 Bogensekunden pro Stunde –, sodass Standardvermessungen die Bewegung möglicherweise nicht bemerken und sie nicht als Objekt des Sonnensystems erkennen.

Eris, das am weitesten entfernte bestätigte Objekt, das noch im Sonnensystem bekannt ist, bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Bogensekunden pro Stunde, was so langsam ist, dass es beim ersten Mal übersehen wurde. Die meisten Vermessungen des äußeren Sonnensystems könnten Planet Neun nicht finden, selbst wenn er ziemlich hell wäre, da sie einfach denken würden, dass es sich um einen stationären Stern handelt.

• Wenn sich der Planet in der Nähe des Aphels befindet, ist er möglicherweise eine Größenordnung weiter entfernt als jeder größere oder kleinere Planet, den wir bisher gefunden haben (ausgenommen Exoplaneten, die mit Methoden gefunden werden, die in diesem Fall nicht anwendbar sind). Die Autoren schlagen ein Aphel zwischen 500 und 1200 AE vor. Zum Vergleich: Pluto liegt bei 30-50 AE, während Eris bei etwa 100 AE erst 2005 entdeckt wurde. Der potenzielle 9. Planet wäre viel größer als Eris, aber wahrscheinlich auch viel weiter entfernt und daher schwächer.

• Die WISE-Durchmusterung eliminierte Saturn-große Planeten innerhalb von 10.000 AE und Jupiter-große Planeten innerhalb von 26.000 AE. Aber der potenzielle 9. Planet ist viel kleiner als diese. WISE hat auch eine empfindlichere Suche durchgeführt, die Objekte in Neptungröße aufspüren würde, aber diese Suche hat bisher nur einen begrenzten Teil des Himmels abgedeckt.

• Der Planet wird viel schwerer zu erkennen sein, wenn er die Milchstraße im Hintergrund hat – es gibt zu viele Sterne, die möglicherweise ein schwaches Objekt übertönen.

Hier die Zusammenfassung der Autoren:

Geschätzte Umlaufbahn für den mutmaßlichen 9. Planeten. Die horizontale Achse ist die Rektaszension. Die farbigen Segmente sind Regionen, in denen es durch bestehende Untersuchungen hätte gefunden werden sollen. Illustration von Brown und Batygin, Fair Use
vorausgesetzt .

Das größte unerforschte Gebiet ist dort, wo es statistisch am wahrscheinlichsten ist: in der Nähe des Aphels. Leider ist Aphel auch sehr nahe an der Milchstraße. Pfui.

Also, wo ist es? Wahrscheinlich fern. 500 AU+. Wahrscheinlich schwächer als 22. Magnitude. Sehr wahrscheinlich mitten in der Milchstraße.

Geh jetzt und finde Planet neun.

Weitere Details auf der Webseite der Autoren: http://www.findplanetnine.com/p/blog-page.html

Schließlich reicht die Gravitationsdominanz der Sonne bis zur Hälfte des nächsten Sterns. Es gibt noch viel unerforschtes Gebiet, in dem sich Planeten verstecken können, die kleiner als Saturn sind.

Beachten Sie die Log-Achse. Wir haben eine gute Karte für die inneren 50 AE und fangen an, Objekte um 100 AE herum zu finden, aber Objekte des Sonnensystems könnten bis zu den äußeren Rändern der Oortschen Wolke existieren.
Abbildung aus Wikipedia .

Diese Grafik von XKCD sagt viel darüber aus, warum das so ist

Die Quintessenz ist, dass der 9. Planet zu klein ist, um durch WISE entdeckt zu werden, und zu weit entfernt/klein, um durch sichtbare Beobachtung entdeckt worden zu sein. Höchstwahrscheinlich ist dieser hypothetische Planet weit entfernt, möglicherweise bis zu 1200 AE, und nicht besonders groß, was es schwierig macht, ihn zu sehen. WISE konnte die Existenz von Objekten in Saturngröße bis zu 10.000 AE ausschließen. Dieses hypothetische Objekt hat etwa 1/5 bis 1/10 der Masse des Saturn. Es ist auch viel wahrscheinlicher, dass er kompakter ist, da Saturn eine eher geringe Dichte hat. Fazit: Wenn es in WISE sichtbar ist, wäre es ganz am Rand.

Es gibt viele normale Methoden, die wir verwenden, um Exoplaneten zu erkennen, aber keine davon funktioniert gut im Fall des 9. Planeten. Hier sind einige der wichtigsten.

• Radialgeschwindigkeit. Die Sonne bewegt sich in Bezug auf die Erde nicht wesentlich, und der hypothetische Planet ist zu weit von der Sonne entfernt, um einen großen Einfluss zu haben.
• Transit. Dies ist offensichtlich unmöglich, da der Planet niemals zwischen Erde und Sonne hindurchgeht.
• Gravitations-Mikrolinsen. Auch hier bewegt sich der Planet nicht zwischen uns und der Sonne.
• Direkte Bildgebung. Das ist für den Anfang schwierig. Der Planet ist auch weit entfernt und hätte eine geringe absolute Helligkeit .

Warum indirekte Beweise für den Planeten nicht früher gesammelt wurden – nun, Objekte im Kuipergürtel und darüber hinaus (einschließlich der gestörten Transneptunischen Objekte (TNOs)) wurden erst 1992 zum ersten Mal beobachtet , und wir haben nur signifikante gesammelt Daten der letzten Jahre.

Mögliche Gründe, warum der Planet vorher nicht aufgenommen wurde:

1. Es ist nicht da.
2. Fotografische Eigenbewegungsaufnahmen bedecken den Whoke-Himmel. Um diese zu vermeiden, müsste Planet 9 schwächer als etwa 18. oder 19. Magnitude sein. Dies setzt eine untere Grenze in der Kombination aus Größe/Albedo/Entfernung für jeden Planeten 9. Der vorgeschlagene Planet könnte leicht schwächer als die 20. Größenordnung sein.
3. Für die gezielte Suche nach transneptunischen Objekten (TNOs) werden große Teleskope mit großen Sichtfeldern verwendet. Trotzdem decken sie nicht annähernd den gesamten Himmel ab und sind im Allgemeinen auf vielleicht 22-23 Magnituden beschränkt.
4. Tiefensuchen können viel schwächer werden, sind jedoch "Bleistiftstrahl" -Vermessungen und haben daher kaum eine Chance, ein bestimmtes Objekt blind aufzunehmen, oder sind eine einzelne Epoche und können daher aufgrund von Parallaxe und Orbitalbewegung keine Bewegung erkennen.
5. Infrarot-Durchmusterungen ( WISE und 2MASS ) bedeckten den gesamten Himmel. Sie waren empfindlich genug, um Gasriesen in der vorgeschlagenen Entfernung von Planet 9 aufzunehmen, weil Riesen durch Gravitationskontraktion heiß gehalten werden. Wenn Planet 9 jedoch felsig / eisig wäre und keine interne Wärmequelle hätte, könnte es zu kalt gewesen sein, um es zu erkennen.

Der obige Ausschnitt aus dem Albuquerque Journal beantwortet Ihre Frage nicht wirklich, aber Astronomen suchen schon seit geraumer Zeit nach einem größeren Planeten jenseits von Pluto. Siehe auch:

http://www.zetatalk.com/theword/tword26b.htm

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_2_02.htm (unter „United States Naval Observatory Calculations“)

http://www.bibliotecapleyades.net/hercolobus/esp_hercolobus_3d.htm

EDIT: Nur um dies zu Tode zu schlagen, Percival Lowell war möglicherweise die erste Person, die den 10. Planeten entdeckte. Zitat von https://en.wikipedia.org/wiki/Percival_Lowell :

Plutos Masse konnte erst 1978 bestimmt werden, als sein Satellit Charon entdeckt wurde. Dies bestätigte, was zunehmend vermutet wurde: Plutos Gravitationseinfluss auf Uranus und Neptun ist vernachlässigbar, sicherlich nicht annähernd genug, um die Diskrepanzen in ihren Umlaufbahnen zu erklären.[21] 2006 wurde Pluto von der Internationalen Astronomischen Union als Zwergplanet eingestuft.

Auf derselben Seite heißt es natürlich weiterhin:

Außerdem ist jetzt bekannt, dass die Abweichungen zwischen den vorhergesagten und beobachteten Positionen von Uranus und Neptun nicht durch die Schwerkraft eines unbekannten Planeten verursacht wurden. Sie waren vielmehr auf einen fehlerhaften Wert für die Masse von Neptun zurückzuführen. Die Begegnung von Voyager 2 mit Neptun im Jahr 1989 ergab einen genaueren Wert seiner Masse, und die Diskrepanzen verschwinden, wenn dieser Wert verwendet wird.[22]

Wenn Sie bereit sind, Wikipedia selektiv zu glauben, ist es möglich, dass Lowell einen 9. Planeten entdeckt hat und dass es nicht Pluto war.

Ein Grund, Wikipedia (und der angegebenen Quelle) nicht zu glauben und Lowell hier Anerkennung zu zollen, ist, dass dieser 9. Planet einen Einfluss auf die Umlaufbahnen von Uranus und Neptun hat, sodass die von Lowell festgestellten Diskrepanzen nicht verschwunden wären, sie wären einfach reduziert worden.

Zusätzlich zu den anderen hervorragenden Antworten hier wurde die Möglichkeit angesprochen, dass es sich bei einem unbeobachteten „Planet 9“ um ein schwer zu beobachtendes ursprüngliches Schwarzes Loch handelt.

Laut den Wissenschaftlern von Phys.org schlagen die Wissenschaftler einen Plan vor, um festzustellen, ob Planet Neun ein ursprüngliches Schwarzes Loch ist, wenn Planet 9 ein ursprüngliches Schwarzes Loch wäre, könnte es vom Vera C. Rubin-Observatorium durch Beobachtungen gelegentlicher Akkretionseruptionen von Kometentrümmern entdeckt werden.

Aber es ist ein großes Wenn.

Dr. Avi Loeb, Frank B. Baird Jr. Professor of Science in Harvard, und Amir Siraj, ein Harvard-Student, haben die neue Methode zur Suche nach Schwarzen Löchern im äußeren Sonnensystem entwickelt, die auf Eruptionen basiert, die aus der Störung von entstehen abgefangene Kometen. Die Studie legt nahe, dass das LSST in der Lage ist, Schwarze Löcher zu finden, indem es Akkretionseruptionen beobachtet, die aus dem Einschlag kleiner Oort-Wolkenobjekte resultieren.

„In der Nähe eines Schwarzen Lochs schmelzen kleine Körper, die sich ihm nähern, als Ergebnis der Erwärmung durch die Hintergrundakkretion von Gas aus dem interstellaren Medium auf das Schwarze Loch“, sagte Siraj. „Sobald sie schmelzen, werden die kleinen Körper durch das Schwarze Loch durch die Gezeiten gestört, gefolgt von einer Akkretion von dem durch die Gezeiten gestörten Körper auf das Schwarze Loch.“ Loeb fügte hinzu: "Da Schwarze Löcher von Natur aus dunkel sind, ist die Strahlung, die Materie auf ihrem Weg zum Mund des Schwarzen Lochs aussendet, unsere einzige Möglichkeit, diese dunkle Umgebung zu beleuchten."

Dies wird in ihrem arXiv-Preprint Searching for Black Holes in the Outer Solar System with LSST , der zur Veröffentlichung in den Astrophysical Journal Letters angenommen wurde, weiter diskutiert.

Beachten Sie, dass sich LSST jetzt auf den Legacy Survey of Space and Time bezieht und das Vera C. Rubin Observatory früher als Large Synoptic Survey Telescope bezeichnet wurde. Was ist jetzt die LSST?