Die Handlung verdichtet sich bei der Suche nach dem neunten Planeten

Die Forscher Harsh Mathur, Professor für Physik an der Case Western Reserve University, und Katherine Brown, außerordentliche Professorin für Physik am Hamilton College, stellten diese Behauptung auf, nachdem sie die Auswirkungen untersucht hatten, die die Milchstraße auf Objekte im äußeren Sonnensystem haben würde, wenn die Die Gesetze der Schwerkraft wurden durch eine Theorie geregelt, die als Modifizierte Newtonsche Dynamik (oder MOND) bekannt ist.

MOND schlägt vor, dass Isaac Newtons berühmtes Gravitationsgesetz bis zu einem gewissen Punkt gültig ist. Das heißt, wenn die vom Newtonschen Gesetz vorhergesagte Gravitationsbeschleunigung klein genug wird, ermöglicht MOND die Übernahme eines anderen Gravitationsverhaltens.

Der Beobachtungserfolg von MOND auf galaktischen Skalen ist der Grund, warum einige Wissenschaftler es als Alternative zur „Dunklen Materie“ betrachten. Der Begriff, den Physiker verwenden, um eine hypothetische Form von Materie zu beschreiben, die Gravitationseffekte haben würde, aber kein Licht aussendet.

„MOND ist wirklich gut darin, Beobachtungen im galaktischen Maßstab zu erklären“, sagte Mathur, „aber ich hatte nicht erwartet, dass es spürbare Auswirkungen auf das äußere Sonnensystem haben würde.“

Ihre Arbeit wurde kürzlich im Astronomical Journal veröffentlicht.

Eine „markante“ Ausrichtung

Mathur und Brown hatten bereits zuvor die Auswirkung von MOND auf die galaktische Dynamik untersucht. Sie interessierten sich jedoch für die eher lokalen Effekte von MOND, nachdem Astronomen 2016 bekannt gaben, dass eine Handvoll Objekte im äußeren Sonnensystem Bahnanomalien aufwiesen, die durch einen neunten Planeten erklärt werden könnten.

Orbitale Besonderheiten haben schon früher zu historischen Entdeckungen geführt: Neptun wurde durch seine Gravitationswirkung auf die Umlaufbahnen eines nahe gelegenen Objekts entdeckt, die winzige Präzession von Merkur lieferte frühe Beweise zur Unterstützung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, und Astronomen haben kürzlich die Orbitaldynamik genutzt, um daraus Rückschlüsse zu ziehen Präsenz eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie.

Brown erkannte, dass die Vorhersagen von MOND möglicherweise im Widerspruch zu den Beobachtungen standen, die die Suche nach einem neunten Planeten motiviert hatten. „Wir wollten sehen, ob die Daten, die die Planet Nine-Hypothese stützen, MOND effektiv ausschließen würden“, sagte sie.

Stattdessen fanden Mathur und Brown heraus, dass MOND genau die Clusterbildung vorhersagt, die Astronomen beobachtet haben. Sie argumentieren, dass die Umlaufbahnen einiger Objekte im äußeren Sonnensystem über Millionen von Jahren hinweg in eine Ausrichtung mit dem Gravitationsfeld der Galaxie gebracht würden.

Als sie die Umlaufbahnen der Objekte aus dem Planet Nine-Datensatz im Vergleich zum Gravitationsfeld der Galaxie aufzeichneten, „war die Ausrichtung verblüffend“, sagte Mathur.

Die Autoren weisen darauf hin, dass der aktuelle Datensatz klein ist und dass sich eine Reihe anderer Möglichkeiten als richtig erweisen könnten; Andere Astronomen haben beispielsweise argumentiert, dass die Besonderheiten der Umlaufbahn das Ergebnis einer Beobachtungsverzerrung seien.

„Unabhängig vom Ergebnis“, sagte Brown, „zeigt diese Arbeit das Potenzial des äußeren Sonnensystems, als Labor zum Testen der Schwerkraft und zum Studium grundlegender Probleme der Physik zu dienen.“