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Theoretische Physik: Planet Neun wird durch MOND-Theorie überflüssig

Eigentlich sollte die MOND-Theorie widerlegt werden. Doch ein Forschungsteam stellt die These auf, dass sie Asteroidenbahnen erklärt, für die bisher der hypothetische Planet Neun verantwortlich gemacht wird.



In unserem Sonnensystem soll es angeblich einen weiteren Planeten geben. Der hypothetische Planet Neun (P9) soll die Umlaufbahnen von einigen transneptunischen Objekten – Himmelskörper jenseits der Umlaufbahn Neptun – beeinflussen.

Die festgestellten Anomalien bei einigen fernen Himmelskörpern im Kuipergürtel (eine Ansammlung von Asteroiden im äußeren Sonnensystem) könnten demnach durch die Gravitationskräfte eines weiteren Planeten erklärt werden.

Ein Forschungsteam stellte in einer aktuellen Studie jedoch fest, dass sich die Bewegungen der untersuchten Kuipergürtel-Objekte durch die MOND-Theorie vorhersagen lassen. Die Abkürzung steht nicht für unseren Erdtrabanten, sondern für modifizierte Newtonsche Dynamik – ein abgeändertes Gravitationsgesetz.

Die umstrittene MOND-Theorie

Die Theorie geht davon aus, dass das berühmte Gravitationsgesetz von Isaac Newton als auch Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie nur bis zu einem bestimmten Punkt gültig sind. Wenn die durch das Newtonsche Gesetz vorhergesagte Gravitationsbeschleunigung klein genug wird, lässt die MOND-Theorie ein anderes Gravitationsverhalten zu.

Diese Theorie kann zudem eine Alternative zur Dunklen Materie sein. Ursprünglich wollte das Team die MOND-Theorie mit seiner Untersuchung eigentlich widerlegen.

Die Arbeitsgruppe untersuchte bereits zuvor die Auswirkungen von MOND auf die galaktische Dynamik. Sie begann sich jedoch für die eher lokalen Auswirkungen der Theorie zu interessieren, nachdem Astronomen 2016 bekannt gaben, dass eine Handvoll Objekte im äußeren Sonnensystem Bahnanomalien aufweise, die durch einen neunten Planeten erklärt werden könnten.

Orbitalanomalien führten schon früher zu historischen Entdeckungen: Neptun wurde durch seine Gravitationswirkung auf die Bahnen von Objekten in der Nähe entdeckt, die winzige Präzession des Merkur lieferte frühe Beweise für Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie und in der jüngeren Vergangenheit nutzten Astronomen die Bahndynamik von Sternen, um auf die Existenz eines supermassiven schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie zu schließen.

Planet Neun erklärt einige Bahnanomalien – die MOND-Theorie ebenfalls

"Wir wollten sehen, ob die Daten, die die Planet-Neun-Hypothese unterstützen, MOND tatsächlich ausschließen würden", erklärte Katherine Brown in einer Pressemitteilung. Sie ist Mitautorin der Studie und außerordentliche Physikprofessorin am Hamilton College (Clinton, New York, USA). Stattdessen fanden sie und ihr Kollege Harsh Mathur (Physikprofessor an der Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio) heraus, dass sich mit der MOND-Theorie die Häufung von Bahnanomalien vorhersagen lässt.

Im Laufe von Millionen von Jahren würden demnach die Bahnen einiger Objekte im äußeren Sonnensystem in eine Linie mit dem Gravitationsfeld der Galaxie gezogen. Als die Arbeitsgruppe die Bahnen der Objekte aus dem P9-Datensatz mit dem Gravitationsfeld der Galaxie verglich, zeigte sich eine auffällige Übereinstimmung. Das könnte bedeuten, dass es vielleicht keinen weiteren Planeten in unserem Sonnensystem gibt.

Jedoch weist das Forschungsteam darauf hin, dass der ihm zur Verfügung stehende Datensatz klein sei. Daher könne es sich bei den postulierten Bahnanomalien auch um Beobachtungsfehler handeln. Ob es Planet Neun gibt, kann somit nicht bewiesen und die MOND-Theorie wiederum nicht widerlegt werden.

Zur Studie

Die Studie wurde am 22. September 2023 im Fachmagazin The Astronomical Journal veröffentlicht: Modified Newtonian Dynamics as an Alternative to the Planet Nine Hypothesis (dt.: Modifizierte Newtonsche Dynamik als Alternative zur Planet-Neun-Hypothese).

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