{"id":22685,"date":"2016-02-25T11:37:41","date_gmt":"2016-02-25T10:37:41","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2016\/02\/25\/die-physikalischen-eigenschaften-und-die-helligkeit-von-planet-9\/"},"modified":"2025-05-14T16:16:51","modified_gmt":"2025-05-14T14:16:51","slug":"die-physikalischen-eigenschaften-und-die-helligkeit-von-planet-9","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2016\/02\/25\/die-physikalischen-eigenschaften-und-die-helligkeit-von-planet-9\/","title":{"rendered":"Die physikalischen Eigenschaften und die Helligkeit von „Planet 9“"},"content":{"rendered":"

Im Januar hat die „Entdeckung“ eines bisher unbekannten Planeten im \u00e4u\u00dferen Sonnensystem Schlagzeilen gemacht. Tats\u00e4chlich entdeckt wurde zwar nix und die Story war auch nicht ganz so spektakul\u00e4r wie manche Medien es dargestellt haben. Aber interessant<\/i> war die Geschichte und vor allem die Wissenschaft dahinter auf jeden Fall und ich habe die Gelegenheit genutzt um eine Artikelserie \u00fcber die Suche nach unbekannten Planeten im Sonnensystem im Allgemeinen und „Planet 9“ im Speziellen zu schreiben (Teil 1<\/a>, Teil 2<\/a>, Teil 3<\/a>, Teil 4<\/a>). <\/p>\n

\"Planet<\/a>
Planet 9? K\u00fcnstlerische Darstellung: Caltech\/R.Hurt(IPAC)<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

„Planet 9“ ist bis heute unentdeckt geblieben, aber nat\u00fcrlich haben sich die Wissenschaftler in der Zwischenzeit Gedanken gemacht, was man sonst noch \u00fcber diesen hypothetischen Himmelsk\u00f6rper herausfinden k\u00f6nnte. Darunter waren auch Esther Linder und Christoph Mordasini die gestern eine Arbeit ver\u00f6ffentlicht haben, die sich mit den physikalischen Eigenschaften und der daraus folgenden Helligkeit von „Planet 9“ besch\u00e4ftigt („Evolution and Magnitudes of Candidate Planet Nine“<\/a>).<\/p>\n

Es ist nat\u00fcrlich schwer, etwas \u00fcber einen Planeten zu sagen, den man noch nicht mal entdeckt hat und bei dem noch nicht einmal klar ist, ob es ihn \u00fcberhaupt gibt. Aber wenn<\/i> es ihn gibt, dann w\u00e4re dieser Himmelsk\u00f6rper eine wunderbare Gelegenheit, um diverse Theorien und Hypothesen zur Planetenentstehung und Entwicklung zu \u00fcberpr\u00fcfen und verbessern. Aus der himmelsmechanischen Untersuchung<\/a> der Umlaufbahnen von sonnenfernen Asteroiden die Mike Brown und Konstantin Batygin im Januar ver\u00f6ffentlicht haben, folgt dass „Planet 9“ eine Masse von 10 Erdmassen haben k\u00f6nnte und mindestens 700 Mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde.<\/p>\n

So weit drau\u00dfen k\u00f6nnen eigentlich – zumindest nach dem was wir bis jetzt wissen – keine so gro\u00dfen Planeten entstehen. Dort gibt es zu wenig Material daf\u00fcr und das was es gibt bewegt sich auch so langsam um die Sonne, dass es nur sehr selten zu Kollisionen kommt bei denen sich das Zeug zu gr\u00f6\u00dferen Objekten zusammenballen kann. Wenn es „Planet 9“ gibt, dann muss er vermutlich n\u00e4her an der Sonne entstanden sein und dann durch die chaotischen Vorg\u00e4nge im jungen Sonnensystem weiter hinaus geschleudert worden sein. <\/p>\n

„Planet 9“ k\u00f6nnte ein nicht ganz zu Ende entstandener „Neptun“ sein. Gro\u00dfe Gasplaneten beginnen ja als kleine „Kerne“ aus Metall und Gestein und wenn die weit genug wachsen, k\u00f6nnen sie dann auch dicke Gasschichten sich binden. Wenn sie aber durch die chaotischen Vorg\u00e4nge aus dem inneren Sonnensystem geworfen werden, bevor es so weit, finden sie in den \u00e4u\u00dferen Bereichen nun kein Material mehr, mit dem sie weiterwachsen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Aus Simulationen zur Planetenentstehung wissen wir, dass solche Planeten tats\u00e4chlich entstehen und auch tats\u00e4chlich in die \u00e4u\u00dferen Regionen von Planetensystemen geschleudert werden. Und wenn<\/i> das auch bei uns so gelaufen ist, dann kann man sich mit entsprechenden Modellen zur Entwicklung von Planeten \u00fcberlegen, wie so ein Planet aussehen m\u00fcsste und wie hell er ist.<\/p>\n

Genau das haben Linder und Mordasini getan. Sie sind zuerst von einer „Standardmasse“ des Planeten ausgegangen, die 10 Erdmassen betr\u00e4gt. 8,6 Erdmassen entfallen dabei auf den Kern aus Wassereis, Gestein und Metall; 1,4 Erdmassen auf die Gash\u00fclle aus (haupts\u00e4chlich) Wasserstoff und Helium besteht. So ein Planet h\u00e4tte den Modellen zufolge heute einen Radius der dem 3,66fachen der Erde entspricht; also 23.300 Kilometer. Was die Leuchtkraft angeht ist „Planet 9“ aber viel dunkler und seine Helligekit entspricht nur dem 0,006fachen der Leuchtkraft des Jupiters. „Leuchtkraft“ bezieht sich in diesem Fall auf die intrinsische Leuchtkraft<\/i> des Planeten. Also nicht die Menge an von der Sonne reflektiertem Licht sondern die thermische Energie, die er erzeugt. Das tut so ein Planet einerseits aufgrund der radioaktiven Elemente in seinem Inneren, die ihn aufheizen. Andererseits kontrahiert so ein Planet aber auch im Laufe der Zeit, er wird unter seiner eigenen Schwerkraft immer kleiner und bei dieser Komprimierung wird ebenfalls (W\u00e4rme)Energie frei.<\/p>\n

Bei „Planet 9“ folgt aus den Rechungen von Linder und Mordasini, dass seine Temperatur heute etwa 47 Kelvin betr\u00e4gt. Das ist ziemlich kalt, aber immer noch w\u00e4rmer als die sogenannte Gleichgewichtstemperatur. Also die Temperatur, die sich einstellen w\u00fcrde, wenn der Planet einfach nur das Licht der Sonne absorbieren und\/oder reflektieren w\u00fcrde. Die w\u00fcrde nur 10 Kelvin betragen und der Unterschied von 37 Grad zeigt, dass „Planet 9“ immer noch von seiner internen W\u00e4rme dominiert wird.<\/p>\n

Das hat nat\u00fcrlich auch Auswirkungen auf die Helligkeit, mit der man den Himmelsk\u00f6rper sehen kann (bzw. k\u00f6nnte, wenn er da ist). Wie die sich im Laufe seines knapp 19.000 Jahre dauernden Umlaufs um die Sonne ver\u00e4ndert, zeigt diese Grafik:<\/p>\n

\"Bild:<\/a>
Bild: Linder & Mordasini, 2016<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Die verschiedenen Kurven geben die Helligkeit in verschiedenen Wellenl\u00e4ngen an. Die rote mit „V“ markierte Linie gibt die visuelle Helligkeit an, also die, die wir theoretisch auch mit freiem Auge sehen k\u00f6nnen. In dem Fall aber nicht, da „Planet 9“ h\u00f6chstens die 18 Gr\u00f6\u00dfenklasse<\/a> erreicht. Das ist weit jenseits dessen, was unsere Augen k\u00f6nnen und auch weit jenseits der meisten Teleskope. Viel heller ist der Planet im „Q“, die dunkelgr\u00fcne Linie ganz unten. Das ist die Helligkeit im mittleren Infrarotbereich, als – vereinfacht gesagt – die W\u00e4rmestrahlung.<\/p>\n

Das hilft aber trotzdem nicht, da diese Art der Strahlung von der Erde aus kaum beobachtet werden kann und die bisher erfolgten Durchmusterungen mit Weltraumteleskopen entweder in die falsche Richtung geschaut haben, nicht lange genug geschaut haben oder nicht genau genug geschaut haben. Wenn der Planet nicht die 10fache Erdmasse h\u00e4tte, sondern die 50fache, dann w\u00e4re er allerdings schon in den Daten des WISE-Teleskops<\/i> aufgetaucht. Ist er aber nicht, also wissen wir zumindest schon mal, dass er nicht so schwer sein kann. <\/p>\n

Wenn es „Planet 9“ wirklich geben sollte, dann m\u00fcsste er aber von kommenden Durchmusterungsprogrammen gefunden werden. Sofern er die Eigenschaften hat, die er laut dieser Arbeit haben soll zumindest. Das ist halt das Problem mit dem Unbekannten: Solange man es nicht kennt, bleibt es eben unbekannt…\"\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Im Januar hat die „Entdeckung“ eines bisher unbekannten Planeten im \u00e4u\u00dferen Sonnensystem Schlagzeilen gemacht. Tats\u00e4chlich entdeckt wurde zwar nix und die Story war auch nicht ganz so spektakul\u00e4r wie manche Medien es dargestellt haben. Aber interessant war die Geschichte und vor allem die Wissenschaft dahinter auf jeden Fall und ich habe die Gelegenheit genutzt um […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":15489,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[3278,4741,180,7174,8488,11583,11587,11629,16011],"class_list":["post-22685","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-naturwissenschaften","tag-christoph-mordasini","tag-esther-linder","tag-helligkeit","tag-infrarotstrahlung","tag-kontraktion","tag-planet-9","tag-planet-x","tag-planetologie","tag-wise"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22685","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=22685"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22685\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":22686,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22685\/revisions\/22686"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/15489"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22685"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22685"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22685"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}