We hebben een redelijk goed idee over hoe het zonnestelsel eruit ziet binnen de baan van Neptunus, de achtste en verste planeet, althans sinds astronomen Pluto niet meer als planeet beschouwen. Maar zij vermoeden al langer dat er zich in de verste regionen van onze kosmische achtertuin mogelijk een negende planeet bevindt. Die zoektocht, die al bijna twee eeuwen duurt, lijkt nu stilaan tot een einde te komen.

Toen de Franse wiskundige Urbain Le Verrier in de jaren 1840 een analyse uitvoerde over de baan van Uranus, tot dan toe de verste bekende planeet, ontdekte hij dat die niet overeenkwam met theoretische berekeningen. Le Verrier stelde toen voor dat die perturbaties in de baan van Uranus veroorzaakt werden door een planeet die toen nog onontdekt was en voorspelde aan de hand van Newtons wetten van de fysica zelfs waar die zich zou moeten bevinden.

Kort nadat hij zijn berekeningen doorstuurde naar de Duitse astronoom Johann Gottfried Galle, ontdekte die samen met zijn leerling Heinrich d’Arrest de achtste planeet van ons zonnestelsel, de blauwe reus en quasi-tweelingbroer van Uranus, Neptunus. 

Maar het verhaal eindigt daar niet. Nadat astronomen Neptunus meenamen in de berekeningen, ontdekten zij dat er nog altijd onverklaarbare afwijkingen waren. Het startschot voor de zoektocht naar de mysterieuze negende planeet was gegeven.

Percival Lowell

Nadat de race begonnen was, postuleerden een aantal astronomen over de aard van deze negende planeet. Sommige onder hen opperden zelfs dat er meer dan één onontdekte planeet zou zijn. Uiteindelijk kon niemand echter observaties uitvoeren die hun hypotheses kracht bijzetten. Voor een halve eeuw leek de zoektocht maar niet vooruit te gaan.

Aan het begin van de twintigste eeuw leek er eindelijk schot in de zaak te komen. Percival Lowell, een excentrieke zakenman, wiskundige en astronoom uit de Amerikaanse staat Boston, richtte in 1894 met de hulp van William Pickering, de toenmalige directeur van Harvards observatorium, het Lowell observatorium op in de staat Arizona. 

Lowell had een (voor hemzelf) belangrijke missie: nadat hij eerder in zijn carrière theoretiseerde dat er zich kanalen op Mars bevonden, die gebouwd zouden zijn geweest door een intelligente beschaving, tankte zijn internationale credibiliteit. Door zijn observatorium te gebruiken, hoopte hij de negende planeet te vinden en zijn reputatie te herstellen.

Die zoektocht begon in 1906. Lowell begon door zich te richten op de ecliptica, ofwel de schijnbare zonneweg. Dat is de ogenschijnlijke jaarlijkse baan van de zon ten opzichte van de sterren aan de hemelbol. Door op minutieuze wijze meer dan 200 foto’s van de ecliptica, die telkens met een sluitertijd van 3 uur werden gemaakt, te onderzoeken met een vergrootglas, hoopte hij het ontbrekende hemellichaam, dat hij Planeet X noemde, te vinden. Pluto bevond zich toen te ver boven de ecliptica, waardoor de dwergplaneet niet te vinden was op Lowells foto’s.

Lowell liet zich niet ontmoedigen na deze eerste gefaalde missie. Nadat hij zijn berekeningen herzag, volgde een tweede zoektocht tussen de jaren 1914 en 1916, ook zonder succes. Ook Pickering was tijdens die periode druk in de weer met de zoektocht naar de negende planeet. En hoewel beide mannen daar nooit bewijs voor vonden (Lowell stierf in 1916, depressief omdat zijn zoektocht nooit was gelukt), hadden astronomen tijdens Pickerings zoektocht in 1919 per ongeluk beelden gemaakt van wat later wel degelijk een negende planeet zou worden: Pluto. Dat werd echter pas jaren later ontdekt.

“Ik heb uw Planeet X gevonden”

Na Lowells dood was de zoektocht jarenlang tot stilstand gebracht. Maar in 1929 kwam er terug schot in de zaak. De toenmalige directeur van Lowells observatorium, Vesto Melvin Slipher, deed toen iets opmerkelijks: hij gaf de taak aan Clyde Tombaugh, een 22-jarige boer uit Kansas, die Slipher had aangenomen enkel en alleen omdat Tombaughs astronomische tekeningen indruk op hem maakten.

Tombaugh ging te werk door steeds twee foto’s te maken van eenzelfde stuk van het firmament, telkens twee weken uit elkaar. Daarna moesten de afbeeldingen worden geanalyseerd in een zogenaamde blink comparator, een machine die, door foto’s snel met elkaar te wisselen, een time lapse te maken, waardoor de illusie van beweging ontstond. Maar Tombaugh deed iets waar Lowell niet aan dacht: hij fotografeerde de hele dierenriem, niet enkel de ecliptica.

Dat is wat de jonge astronoom vervolgens voor een jaar deed. Tombaugh heeft in die periode maar liefst twee miljoen sterren geobserveerd, maar de negende planeet bleef onvindbaar. Tot op 18 februari 1930.

Tombaugh had op fotografische platen, genomen tussen 23 en 29 januari, een bewegend object gedetecteerd. Door een oudere, minder kwalitatieve foto te vergelijken, kon de astronoom bevestigen dat er zich inderdaad een object bevond. Tombaugh zou vervolgens Sliphers kantoor binnen zijn gestapt, waarbij hij het volgende zei: “Dokter Slipher, ik heb uw Planeet X gevonden.”

Hij noemde de planeet Pluto. Aanvankelijk wou hij de naam Lowell gebruiken, maar dat zou een breuk betekenen met het gevestigde principe dat planeten worden vernoemd naar mythologische goden. Pluto werd eigenlijk voorgesteld door Venetia Burney, een 11-jarig schoolmeisje uit Oxford. De naam werd aanvaard, deels omdat de eerste twee letters de initialen waren van Percival Lowell. Tegelijkertijd was Pluto de god van de onderwereld bij de Grieken. De god van de onderwereld werd als toepasselijk gezien, omdat Pluto de verste planeet in het zonnestelsel was en zich in de “eeuwige nacht” bevond.

Toch niet Planeet X

Maar daar eindigt het verhaal niet. Lowells Planeet X zou een gasreus zijn geweest, die volgens zijn berekeningen een massa zeven keer groter dan die van de aarde zou moeten hebben, ongeveer de helft van die van Neptunus. Pluto daarentegen was een minuscuul object, zo klein dat sommige astronomen meteen al opperden dat het eerder op een asteroïde leek dan een planeet.

De schattingen van Pluto’s massa namen bovendien gestaag af doorheen de komende decennia. Hoewel sommige astronomen aanvankelijk dachten dat de planeet bijna even massief zou zijn als de aarde, daalde dat in 1949 naar een tiende, in 1973 naar een veertigste, in 1976 naar een honderdste en ten slotte werd in 1978 berekend dat Pluto slechts een vijfhonderdste de massa van onze blauwe knikker had.

Lowells levensmissie, zijn voorspelling dat er zich in de verste verte van ons zonnestelsel een gigantische planeet bevond, bleek toch niet postuum te zijn vervuld. Integendeel, de ontdekking van Pluto leek eerder volledig per toeval te zijn gebeurd. 

Toch kreeg Pluto officieel het label van de negende planeet, tot 2006, toen de ontdekking van een aantal gelijkaardige objecten voorbij de baan van Neptunus astronomen dwongen om de definitie van planeet te herschrijven. Pluto en andere objecten die hun omloopbaan nog niet hadden schoongeveegd van kosmisch puin, zouden voortaan dwergplaneten heten. 

Sindsdien zijn er terug slechts acht planeten in ons zonnestelsel. Toch zoeken astronomen nog altijd naar een negende planeet, juist door Pluto’s nieuwe broertjes en zusjes.

Transneptunische objecten

Een van de objecten die rond die periode werd ontdekt, Sedna, had immers een bizarre baan om de aarde, die suggereerde dat de dwergplaneet in de buurt was gekomen van nog een massief object, dat vooralsnog niet ontdekt is. Nadat dat werd bekendgemaakt, werd in 2014 nog een gelijkaardig object gedetecteerd, dat ook door een onzichtbare zwaartekrachtbron leek te zijn beïnvloed. 

Het vreemde gedrag van die zogenaamde transneptunische objecten, zo genoemd omdat hun omloopbaan zich voorbij die van Neptunus bevindt, zou duiden op een object dat ongeveer vijf tot tien keer zo massief is als de aarde, volgens voorstanders van de theorie dat er zich een negende planeet bevindt in de regio. 

De zoektocht leek terug te zijn begonnen, maar het zou allesbehalve makkelijk worden. Planeet negen zou zo ver weg staan, volgens de berekeningen, dat het zo goed als geen licht van de zon zou weerkaatsen. Ook zou die amper warmte afgeven door de relatief kleine massa, waardoor ook dat geen optie is om het hypothetische hemellichaam te detecteren. Daar komt nog eens bovenop dat de planeet maar heel langzaam rond de zon zou draaien, waardoor de beweging ervan heel moeilijk te detecteren zou zijn.

Tot nu toe is er bijgevolg nog geen enkel bewijs gevonden dat er effectief een negende planeet is. Uit een nieuwe studie, die op 20 juli 2022 werd gepubliceerd, begint de kans zelfs steeds kleiner te lijken.

De auteurs van die studie, de Britse astronomen Chris Sedgwick en Stephen Serjeant, onderzochten het firmament door gebruik te maken van informatie die vergaard werd met infraroodscanners van zowel de InfraRed Astronomical Satellite (IRAS), een satelliet die in de jaren 1980 data vergaarde, als van de Japanse AKARI-ruimtetelescoop, die dat van 2006 tot 2011 deed.

Dat deden zij omdat de data twee decennia uit elkaar werd verzameld, genoeg tijd voor een hypothetische negende planeet om zich van het ene naar het andere deel van de hemel te verplaatsen. De onderzoekers kamden de gegevens door voor tekenen van het mysterieuze hemellichaam. 

Wat zij vonden, waren meer dan 500 kandidaten, gebaseerd op de lichtspectra die zij observeerden en de berekende massa. Waren er nu 500 planeten in het zonnestelsel? Onmogelijk, zeggen de wetenschappers. Nadat ze elke infrarood-handtekening handmatig bekeken, ontdekten zij dat geen van de 500 geobserveerde kandidaten interessant waren. Het zou in elk van die 500 gevallen gaan om gigantische gaswolken, die niet zichtbaar zijn bij golflengtes van zichtbaar licht, maar die wel infraroodstraling afgeven.

Dat die kandidaten geen planeten zijn, betekent niet dat er zich geen planeet zou kunnen bevinden tussen al die gaswolken. Maar één ding is wel zeker: de negende planeet begint stilaan minder plaatsen te krijgen waarin die zich kan verstoppen. 

(kg)