AKTUELL FORSKNING

När hittar vi Planet 9? av Katrin Ros

Långt ut från solen är det ensamt, kyligt – och nästan helt outforskat. Katrin Ros berättar om villka framtida upptäckter Okänd värld: NASA:s rymdkonstnär Robert Hurt tänker sig Planet 9 vi kan vänta därute. Finns där också en helt okänd planet? knappt upplyst av den avlägsna solen.

de yttre delarna av solsystemet är det mörkt och kallare än fortsatte sedan vidare mot de yttre delarna av solsystemet. met bildades. Detta är inte helt enkelt, eftersom både består därför framförallt av vätgas och helium, ämnen som den nordligaste jordiska vinternatt. Vatten är fruset till små Där nådde den dvärgplaneten i juli 2014 och fortsat- sammansättningen och den dynamiska historiken för kan behålla sin gasform även vid dessa låga temperaturer. iskristaller på ytan av stoftkorn som virvlar runt, koldioxid te sedan vidare mot Arrokoth, som faktiskt blivit upptäckt de flesta planetbyggstenar har förändrats med tiden. Då och då virvlar ett stoftkorn förbi, och ibland leder och kolmonoxid likaså. Solen syns här bara som en liten bara några veckor tidigare med hjälp av rymdteleskopet Numera är många av dem delar av en planet och har den turbulenta gasen dem på kollisionskurs med varandra ljusprick i fjärran, så fjärran att det tar tiotusentals år för Hubble. New Horizons var alltså på väg mot ett okänt mål därigenom förlorat sin distinkta sammansättning; andra – de krockar och växer till större sten- och isbollar. Ikornen att ta sig hela varvet runt i sina omloppsbanor. Här i under lång tid, och det var inte förrän rymdsonden hade har genomgått kollisioner eller värmts upp av solljus eller Under lång tid trodde man att denna kollisionstillväxt de mörka utkanterna av solsystemet finns fortfarande mycket passerat Pluto som ett lämpligt mål i Kuiperbältet upptäcktes. radioaktiva ämnen. Men tar vi oss längst ut i det kalla ytt- fortsatte hela vägen upp till kilometerstora planetesimaler, som är outforskat och oupptäckt av oss människor – kvar- Vad var det då som gjorde denna himlakropp till en in- re solsystemet finner vi faktiskt byggstenar som har kvar men experiment och datormodeller har visat att denna typ glömda och efterlämnade planetbyggstenar, dvärgplaneter, tressant plats att besöka? Jo, just det som också gör den till en sin ursprungliga kemiska sammansättning och även sina av tillväxt är alldeles för långsam för att hinnas med under och möjligtvis till och med en nionde planet som än så länge lite besvärlig plats att ta sig till – det faktum att den befinner ursprungliga banor runt solen. Att undersöka dessa him- den protoplanetära skivans livstid på några miljoner år. hållit sig utom synhåll för våra teleskop. sig i de avlägsna kyliga regionerna utanför Neptunus bana, lakroppar är alltså som att få ett litet fönster 4,5 miljarder En modernare hypotes är att stoft- och iskorn istället samt att den med sina 30 kilometer från topp till tå är relativt år tillbaka i tiden då vårt solsystem bildades. klumpas samman då de råkar hamna tillsammans i samma liten. Tillsammans gör detta Arrokoth till ett utmärkt mål omloppsbana, likt ett moln av is och sten. De kan då röra En bit av solsystemets ungdom för att ta reda på mer om solsystemets tidiga historia. För sig snabbare i sin bana, likt flyttfåglar som tar sig an luft- att förstå vårt planetssystems ursprung skulle vi helst av allt En blick bakåt i tiden motståndet i grupp för att spara energi, och hinner ikapp Den första januari 2019 besökte en rymdsond för första vilja resa tillbaka i tiden och se hur allt gick till – hur små fler små is- och stenklumpar som fångas upp i det växande gången en sådan efterlämnad planetbyggsten i yttre sol- stoftkorn kolliderade och växte till större himlakroppar som Vad får vi då se om vi tar oss genom detta fönster till molnet, som därmed rör sig ännu snabbare. systemet – en himlakropp med det provisoriska namnet sedermera klumpade ihop sig till så kallade planetesimaler; solsystemets födelse? Istället för en stjärna med distinkta Detta kallas för tvåströmsinstabiliteten, och är en ledande (486 958) 2014 MU69, och som i oktober fick ett officiellt kilometerstora byggstenar av is och sten som kan växa till himlakroppar ser vi den unga solen omges av ett tillplattat teori för hur större, kilometerstora himlakroppar bildas. Dessa namn: Arrokoth. Den ligger i det så kallade Kuiperbältet planeter genom att dra till sig småsten och kollidera med gasmoln, den så kallade protoplanetära skivan. Planeter, klumpar blir så stora och täta att de kollapsar av sin egen gra- utanför den yttersta kända planeten, Neptunus. andra planetesimaler och så kallade planetembryon. månar och andra större himlakroppar har inte bildats vitation, och när stoftet från kollapsen skingrats finns en him- Rymdsonden New Horizons lämnade jorden tretton år Utan tidsmaskin är ett något mer realistiskt alternativ ännu, utan det fasta materialet i gasmolnet finns istället i lakropp av is och småsten kvar – precis som himlakropparna i tidigare med rekordhastigheten 16,26 km/s, använde sig att leta upp materialprover som förändrats så lite som små stoftkorn och små isiga stenklumpar. Så här långt från Kuiperbältet. Att undersöka Arrokoth och andra kvarglömda av Jupiters gravitation för att få upp farten ytterligare och möjligt under de miljarder år som gått sedan solsyste- solen är de flesta molekyler frusna till is, och gasskivan och orörda planetesimaler kan alltså hjälpa forskarna att skilja

10 POPULÄR ASTRONOMI NR 4 2019 NR 4 2019 POPULÄR ASTRONOMI 11 12 öga. Bildernafrån avastrofotografen NewHorizons harbearbetats JasonMajor. Pluto ärmindre änvårmåne,menstorjämförtmedArrokoth. DenhärbildenvisarPlutooch Arrokoth somdeskulleseutförettmänskligt SVERIGE I RYMDEN POPULÄR ASTRONOMI NR 42019 NR ASTRONOMI POPULÄR av himlakropparna de båda måste ha varit alltså mycket tecken våldsamma på kollisioner –samman annan En rum. viktigdetalj är att ingen av visar loberna larna verkar ha bildats mycket nära varandra och itid både avbestå samma material, tyder att vilket på de- de båda analyser har visat att valnöten både pannkakan och verkar dess materialsammansättning ytans och struktur. Dessa zons mätningar även kunnat analyseras för att bättre förstå smälta himlakroppar, som kretsar runt varandra. många Kuiperbältesobjekt består av dubbla, men ejsamman- sammansattatvå lober. Dessutom har observationer visat att 2014,visat Rosetta sig ha liknanderymdsonden form med kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, som besöktes av små himlakroppar isolsystemet –tidigare har exempelvis snögubbe. verkar Detta inte vara en helt ovanlig form för som smält samman något till som liknar en något kantstött valnötsformad en större och pannkaksliknande himlakropp verkade vara sammansatt av en lite separata två delar: mindre skickadesdärifrån hem New från Horizons, var att den Arrokoth,från somdå de och bekräftades första bilderna Något som förvånade forskarna undersöka de började då data resultat Förvånande malen än vad en gravitationell kollaps gör. ger en annanpartiklar struktur den resulterande på planetesi- mellan olika planetbildningsteorier, kollisioner då mellan par av Förutom form storlek och Arrokoth på har New Hori- ­smältningen beräkningar datorexperiment. och ningshypotes som tidigare bara kunnat undersökas med datormodeller, en därmed planetbild bekräftade och sådan gravitationell kollaps som forskare förutspått isina parna iyttre solsystemet sannolikt bildats genom just en Arrokoth vid besök att alltså visade de orörda himlakrop- av en ”hals” mellan snögubbens delar. två New Horizons sina ursprungliga former, slutligen och samman hålls bara långsammaDet förloppet gör att delarna de två behåller ungefär hälften av vanlig gånghastighet för en människa. hastighet jämförbar som dockar, rymdsonder två med eller re närmre och varandra slutligen och kolliderar, en med förlorade rörelsemängdsmomentet gör att de rör sig närm- denfrån gravitationella kollapsen som bildade dem. Det oner andra, med mindre himlakroppar, exempelvis rester kropparna förlorar rörelsemängdsmoment genom kollisi- Jo, detta sker genom en långsam process- himla de två då Churyumov-Gerasimenko. stämmer överens Arrokoth med både kometen och 67P/ där 75 ca uppdelningen imassa mellan den större mindre och delen, himlakroppar som kretsar runt varandra. av ett förtätat moln av is småsten och till oftadubbla leder planetbildningsteorierna, gravitationella den då kollapsen par mycket bör riktigt vara vanliga de modernare enligt datorsimuleringar har forskare visat att binära himlakrop- långsam för att ha bibehållit delarna de två intakta. Genom Hur bildas en enda då himlakropp av delar? dessa två numeriskaDessa att med och experiment visar till % av massan förväntas hamna iden större loben, Pluto Arrokoth -

FOTO: NASA/JHUAPL/JASON MAJOR (CC NC BY SA 2.0) (ibland Thule). delar,”pannkakan”(tillvänster,iblandkalladUltima)och ”valnöten” denavtvå och smeknamnetUltimaThule,består MU69 net 2014 bilderpålillaArrokoth. tog densinabästa - Även kändunder katalognam 2019 snögubbe:NärNew Horizons flögförbiijanuariKantstött började de konstruerabörjade datorsimuleringar av dynamiken i planetdynamik, på expert om hjälp, tillsammans och röra sig om en tung nionde planet. Han Batygin, bad först ville artikel och försöka att visa det omöjligtvis kunde förde data grund som Trujillos låg till Sheppards och solsystemsobservationer, i ligger expertis över funderade att Pluto omklassificeradessom dvärgplanet. Brown, vars känd som personen vad som som startade skulle till leda Mikeoch Brown, upptäckare av flera dvärgplaneteroch Institute of Technology, teoretikern Konstantin Batygin skulle däremot kunna ha just denna påverkan. tungEn planet yttersta ide allra kanterna av solsystemet deras gravitation ska kunna förändra banorna nämnvärt. föralldeles långt de från planeter bort känner för vi till att re solen från än bort jorden, innebär vilket att de rör sig små himlakroppar befinner sig mer än 150 gångerläng - påverkas av gravitation något från större objekt. Dessa de omloppsbanor som tydde att på dessa banor borde par långt bortom Neptunus bana hade märkliga avvikan- Arizona University rapporterade 2014att flera himlakrop- Institution for ChadTrujillo och Science Northern vid oupptäckt planet. Forskarna Scott Sheppard Carnegie vid förkoth bevis bära med en och på nionde, kan till ännu – samlingar av himlakroppar ännu längre än bort Arro- yttreDet solsystemet är långt dock färdigutforskat ifrån Mycket återståratt utforska Denna tråd plockadesDenna tråd upp av forskare två California på där solen föddes, där stjärntätheten var mycket högre än i unga solsystemet fortfarande befann sig iden stjärnhop en ensampåbörjade resa genom galaxen skulle vara att det atttill den inte flög hela vägen frånsolsystemet ut och fortfarande var mycket ungt instabilt. och Anledningen liga plats bland de andra större planeterna solsystemet då Neptunus,och därefter och kastats från ut sin ursprung- gasjättarna Jupiter Saturnus och isjättarna och Uranus kunna ha bildats inärheten av solsystemets jätteplaneter, större än jorden. Istället hypotiseras det att Planet 9skulle långtså solen från för bort att skrapa en planet ihop till den protoplanetära skivan som planeterna bildades från osannolikt att det fanns mycket tillräckligt material i solen från ärbort något problematiskt, eftersom det är tunus, den yttersta av de kända planeterna. jorden gör, är vilket mer än gånger tio längre än bort Nep- sig 400–500 befinna gångerlängre frånsolenbort än vad omloppsbana för den hypotetiska Planet förväntas 9.Den Batygin Brown och nu kunnat med och till en fastställa de avvikande banorna.till Med hjälp av datormodeller har planet faktiskt verkade vara förklaringen den enda rimliga resultaten det, nog med övertygade om dem att nionde en gav de märkliga himlakroppsbanor som Inte observerats. temet. Till deras förvåning det sig visade att detta faktiskt en med niondemodeller planet iyttre delarna av solsys- gravitationella effekterfrån Kuiperbältet självt testade de det yttre solsystemet. Efter att ha avfärdat såsomhypoteser Att förklara hur en planet har kunnat hamna långt så NR 4 2019 POPULÄR ASTRONOMI POPULÄR 42019 NR

13 FOTO: NASA/JHUAPL/JASON MAJOR (CC NC BY SA 2.0) AKTUELL FORSKNING KRÖNIKA

Planet 9? Jonathan Lindström 2014 SR349 om vårt nya förflutna 2012 VP113 2013 FT28 2013 SY99 etta nummer av Populär Astro- när skottmånader ska införas i en nomi har som tema astronomins lunisolar kalender, där den exakta Dframtid. Som arkeolog kan jag då tjockleken på månskäran (motsva- inte låta bli att fundera på den fornti- rande en 4,5 dagars nymåne) och dess da astronomins framtid. läge intill Plejaderna är avgörande. En Arkeoastronomi är den vetenskap motsvarande regel finns återgiven på BILD: POPULÄR ASTRONOMI, EFTER BILDER MIKE AV BROWN OCH ROBIN DIENEL Solen, jorden, mm. som behandlar förhistorisk astrono- babyloniska kilskriftstavlor från om- mi, men den lider svårt av en tvärve- kring 600 f.Kr. Hansen menar också tenskaplig nackdel. Astronomer som att antalet stjärnor (32) har betydelse, inte kan arkeologi så bra övertalar bland annat genom att 32 solår är arkeologer som inte kan astronomi så nästan detsamma som 33 månår. 2014 FE72 bra om att fynd och fornlämningar är Svagheterna med tolkningen är spår av avancerad astronomi, gärna i att jämförelsen sker med avlägsna paritet med eller överglänsande hög- mesopotamiska förhållanden, där de kulturernas skriftbaserade vetenskap. astronomiska, klimatologiska och Här visas några av de himlakroppsbanor som pekar ut den hypotetiska omloppsbanan för Planet 9. Ett särskilt intressant fynd i sam- kalendariska förutsättningarna var manhanget är Nebraskivan, som inte helt annorlunda, istället för med den helt vattentätt brukar dateras till äld- gamla, lokalt anpassade kalendern i vår nuvarande omgivning. Gravitationen från de omgivan- för att kunna upptäckas med ett teleskop. re bronsålder, ca 1600 f.Kr., och som Nordeuropa. Den senare var i belagt de stjärnorna fångade därmed upp Planet 9 och gjorde så Forskarlagen bakom beräkningarna som ligger till hittades i Tyskland för tjugo år sedan. bruk redan för 2 000 år sedan, men att den stannade inom räckhåll för solens gravitation och grund för Planet 9-hypotesen, Sheppard och Trujillo, Det råder i stort sett enighet om att är sannolikt mycket äldre. Hansens stabiliserades i en cirka 20 000 år lång omloppsbana. och Batygin och Brown, har båda blivit beviljade tid vid bronsskivan, 32 cm i diameter, är en tolkning innehåller hittepå-inslag, Subaru-teleskopet på Mauna Kea på för att försöka bild av himlavalvet, på vilken himla- som 32-årscykeln, och lämnar flera upptäcka den gäckande planeten med observationer. Ett fenomen i tunt guld har fästs. Det rör figurer utan förklaring. Det är också En superjord i solsystemet? teleskop lämpat för att upptäcka en så svagt lysande him- sig om spridda stjärnor, stjärnhopen oklart varför talet 32 framställs så lakropp utan att vi vet precis var den befinner sig behöver Plejaderna, en månskära, solen eller diffust med stjärnor och stjärnhop. De senaste beräkningarna visar att Planet 9 bör vara ungefär både kunna samla in mycket ljus och kunna fokusera på ett fullmånen samt morgonrodnad och Det liknar mer en slump. fem gånger så tung som jorden, vilket gör att den klassas som stort fält i taget för att inte sökandet ska ta alltför lång tid. aftonrodnad i öster och väster. Lågt Om vi gör en kalendarisk tolkning en typ av planet som är mycket vanlig kring andra stjärnor Det är inte första gången Subaru-teleskopet har använts i söder finns vad som antas vara en ligger det närmare att söka en parallell men som vi tidigare inte sett i vårt eget solsystem – en super- till att upptäcka liknande objekt. 2018 hittades den hittills solbåt. i den fornnordiska kalendern. Varför jord. Dessa planeter har en massa mitt emellan jordens och mest avlägsna himlakroppen i solsystemet, 2018 VG18, Skivan har jämförts med jägar- inte då dess mest grundläggande, enk- Neptunus och förväntas ha en uppbyggnad likande jordens, eller ”Farout” som den möjliga dvärgplaneten också kallas, folks avbildningar av kosmos, där la astronomiska regel, bestämningen en stenplanet med en relativt tunn atmosfär. Till skillnad av bland andra Sheppard, med just Subaru-teleskopet. himlafenomen på liknande sätt av när vinterblotets fullmåne inföll? från deras ännu större syskon, is- och gasjättarna, har alltså Några år tidigare upptäcktes ”The Goblin”, officiellt 2015 avbildas men där avancerade astro- Detta skedde kring vintersolståndet, superjordar en fast yta man kan gå på. Temperaturen i Planet TG387, en dvärgplanet vars bana styrker antagandet om nomiska eller kalendariska inslag då solen (likt solbåten på skivan) kröp 9:s omgivningar förväntas dock bara vara några få kelvin, så Planet 9 och vars smeknamn härstammar från det faktum saknas. Detta är en fullt möjlig längs horisonten i söder, och Pleja- även om det skulle kunna vara möjligt att gå på dess yta är det att den upptäcktes vid Halloween. tolkning av Nebraskivan, även om derna när det mörknade stod högt på ingen behaglig promenad det rör sig om. Subaru-teleskopet är alltså perfekt för att leta efter det finns indikationer på en något himlen (likt stjärnhopen på skivan). Trots att vi kan säga så mycket om den här planeten en okänd planet i solsystemets utkanter, men trots det högre ambition. Främst handlar det Regeln var att vinterblotet inföll den från beräkningar och datormodeller är kanske det mest förväntas sökandet ta flera år. Om sökandet inte resulterar om att skymnings- och gryningsmar- första fullmånen (högt i sydost på häpnadsväckande med Planet 9 att vi faktiskt fortfarande i en observerad planet kommer de data som samlas in keringarna stämmer bra överens med skivan) efter den första nymånen (in- inte vet om den existerar eller inte. Många försök har under de kommande tio åren istället vara tillräckliga för solens upp- och nedgångsriktningar till aftonrodnaden i väster på skivan) gjorts att upptäcka den, både genom genomgång av exis- att avgöra att Planet 9 trots allt inte fanns där – och isåfall i mellersta Tyskland, och att skivans efter vintersolståndet. Vinterblotet terande data och genom nya observationer, men den lyser behövs en ny hypotes för de avvikande himlakroppsbanor- motiv med undantag av solbåten är var för övrigt forntidens jul, som fortfarande med sin frånvaro. Trots att planeten förväntas na i det yttre solsystemet. Vare sig Planet 9 finns där ute så naturalistiskt framställda. alltså förr inföll omkring januaris slut. vara mycket större än jorden är detta mindre förvånande eller ej kan vi vara ganska säkra på att utforskandet av de Den arkeoastronomiska tolkning Nebraskivans budskap genom årtu- än man kanske skulle kunna tro, då avståndet från solen mörka kalla utkanterna av vårt solsystem kommer att leda FOTO: D. BACHMANN/WIKIMEDIA COMMONS CC SA 3.0 BY som har anammats vid Nebraskivans sendena är alltså ”God Jul!”. Och med är så stort att Planet 9 skulle lysa mycket svagare än till till nya upptäckter, och sannolikt nya insikter om hela vårt museum och av ansvariga arkeo- den hälsningen till Populär Astrono- och med dvärgplaneten Pluto på natthimlen. Den är planetsystems ursprung.  loger är dock extremt långtgående. mis läsare önskar jag av tomten att alltså helt osynlig för blotta ögat, och kräver mycket goda Nebraskivan bär på en glad julhälsning. Astronomen Ralph Hansen tycker arkeoastronomin blir mer realistisk i förutsättningar vad det gäller väder och vindförhållanden KATRIN ROS är doktorand i astronomi vid Lunds universitet. sig se ett instrument för att avgöra framtiden! 

14 POPULÄR ASTRONOMI NR 4 2019 NR 4 2019 POPULÄR ASTRONOMI 15