Kuiper-Gürtel

Ein Monster am Rande unseres Sonnensystems?

Zwei Astronomen vermuten, der ominöse neunte Planet könnte ein kleines Schwarzes Loch sein.

Von Dieter B. Herrmann

Seit etlichen Jahren gibt es Hinweise darauf, dass jenseits des entferntesten aller Planeten Neptun noch ein weiteres massives Objekt die Sonne umkreist. Die ersten Indizien dafür zeigten sich bereits 2006, als Astronomen die Bahnen einiger Objekte untersuchten, die jenseits des Neptun im sogenannten Kuiper-Gürtel umlaufen. Sie fanden dabei Merkwürdigkeiten, die auf einen größeren Körper an den äußeren Grenzen des Sonnensystems hinweisen. Da die Objekte des Kuiper-Gürtels im Vergleich zu den übrigen Planeten des Sonnensystems sehr geringe Massen aufweisen, würde sich ein massiver Körper auf ihre Bewegungen viel stärker auswirken als etwa auf Uranus oder Neptun. Konkretere Hinweise veröffentlichten der US-amerikanische Astronom Michael E. Brown und der Russe Konstantin Batygin im Jahre 2016. Sie griffen dabei auch auf Daten von spanischen und französischen Kollegen zurück und führten mathematische Modellierungen sowie Computersimulationen durch - eine Methode, die in der Astronomie auf zahlreichen Gebieten mit zunehmendem Erfolg angewendet wird.

Viermal so groß und zehnmal so schwer wie die Erde

Das Ergebnis deutete auf einen transneptunischen Planeten hin, der etwa die vierfache Größe und die zehnfache Masse der Erde haben könnte. Die Umlaufbahn des hypothetischen Planeten sollte allerdings zwanzigmal so weit entfernt liegen wie die des Neptun, was nach dem 3. Keplerschen Gesetz auf eine Umlaufzeit um die Sonne von 20 000 Jahren führen würde. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass dieses Resultat auf einem Zufall beruhen könnte, beträgt nach Angaben der Forscher nur 0,007 Prozent. Auch die Bewegungen einiger weiterer inzwischen im Kuiper-Gürtel entdeckter Objekte fügen sich in dieses Bild ein.

Verständlicherweise hat man schon seit den ersten Vermutungen über einen neunten Planeten des Sonnensystems versucht, das Objekt mit Teleskopen zu entdecken. Bisher ohne Erfolg. Das war allerdings zu erwarten. Der Planet erhält wegen seiner vermuteten großen Distanz nur sehr wenig Sonnenlicht und stellt daher ein äußerst lichtschwaches Objekt dar. Manche Experten meinen sogar, dass er mit den gegenwärtig zur Verfügung stehenden Hilfsmitteln der beobachtenden Astronomie gar nicht nachweisbar sei. Außerdem können seine Berechner auch keine zuverlässige Position angeben, an der nach dem Objekt gesucht werden sollte. Im Jahre 2017 wurden die Ergebnisse eines umfangreichen Suchprogramms im äußeren Sonnensystem publik, das unter dem Namen OSSOS (Outer Solar System Origin Survey) firmiert. Das enthielt auch die Entdeckung von neun weiteren transneptunischen Objekten, deren Bahnen jedoch keine Hinweise auf einen neunten Planeten lieferten. Widerlegen konnten die Autoren von OSSOS die These von Brown jedoch auch nicht.

Bislang kein hinreichend großes Objekt gesichtet

Antranik Sefilian von der Cambridge University hatte dann mit einigen Kollegen unlängst die Idee, dass die Bahnabweichungen einiger Körper im äußeren Sonnensystem gar nicht durch einen Planeten, sondern durch einen weiteren Ring aus Kleinkörpern verursacht sein könnten. Sefelian meinte: »Wenn man Planet Neun aus dem Modell entfernt und stattdessen die Gravitation vieler kleiner, über eine weite Region verteilter Objekte betrachtet, können die kollektiven Anziehungskräfte dieser Objekte genauso einfach die exzentrischen Orbits erklären.« Doch ein solcher Ring wäre ohne Zweifel noch schwieriger nachzuweisen als ein größerer Planet. Zudem müsste der Ring insgesamt die bis zu 500-fache Masse aller Objekte des Kuiper-Gürtels besitzen, was als unwahrscheinlich gilt.

Dass man bisher trotz des Einsatzes großer Teleskope bei der Suche nach dem ominösen Planeten keinen Erfolg hatte, könnte aber noch einen ganz anderen Grund haben. Jakub Scholz (Durham University) und James Unwin (University of California) haben einen etwas abenteuerlich anmutenden Vorschlag: Statt nach einem Planeten sollte man besser nach einem Schwarzen Loch suchen, das im äußeren Planetensystem die Sonne umrundet. Das wäre dann aber eine ganz spezielle Art von »Black Hole«, vor allem wegen seiner vergleichsweise geringen Masse. Normale Schwarze Löcher entstehen am Ende der Existenz von sehr massereichen Sternen, die so weit kollabieren, dass sich ihre Masse gleichsam in einem Punkt vereinigt (Singularität). Außerdem kennen wir inzwischen noch die extrem massereichen Schwarzen Löcher in den zentralen Gebieten von Sternsystemen, die bis zu knapp 20 Milliarden Sonnenmassen in sich vereinen können. Doch seit Anfang der 70er Jahre ist auch von sogenannten primordialen Schwarzen Löchern die Rede, die sich bereits beim Urknall gebildet haben sollen, als die Energiedichte im Babyuniversum extrem hoch gewesen ist. Ihre Lebensdauer liegt in der Größenordnung des Alters des Universums, sodass man diese hypothetischen Objekte auch heute noch finden könnte. Ein solches primordiales Schwarzes Loch wird nun als Kandidat für den »Planeten Neun« gehandelt. Es könnte aus dem interstellaren Raum eingefangen worden sein, meinen Scholz und Unwin. Doch der Nachweis ist kompliziert. Wegen der enormen Verdichtung der Materie dürfte ein etwa zehn Erdmassen umfassendes »Miniloch« nur noch die Größe eines Apfels aufweisen.

Forscher hoffen auf einen Linseneffekt

Um die These zu überprüfen, setzen die Forscher nun auf den »Mikrolensing«-Effekt. Wenn nämlich dieses massearme Schwarze Loch vor einem fernen Stern vorüberzieht, müsste dessen Licht durch die starke Krümmung der Raumzeit in der unmittelbaren Umgebung des dichten Objektes kurzzeitig abgelenkt werden. Bislang sind solche Ereignisse zwar schon vereinzelt beobachtet worden, aber die Daten lassen auch andere Deutungen zu. Viele Forscher bestreiten ohnehin die Existenz primordialer Schwarzer Löcher. Die ersten Kommentare zu der neuen Hypothese von Scholz und Unwin sind daher kurz und leidenschaftslos: »Nicht wahrscheinlich, aber auch nicht unmöglich.«