Die Handlung verdichtet sich bei der Suche nach Planet Neun

Zwei theoretische Physiker berichten, dass dieselben Beobachtungen, die die Suche nach einem neunten Planeten inspirierten, stattdessen im Sonnensystem ein Beweis für ein modifiziertes Gravitationsgesetz sein könnten, das ursprünglich entwickelt wurde, um die Rotation von Galaxien zu verstehen.

Die Forscher Harsh Mathur, Professor für Physik an der Case Western Reserve University, und Kathryn Brown, Assistenzprofessorin für Physik am Hamilton College, stellten diese Behauptung auf, nachdem sie die Auswirkungen untersucht hatten, die die Milchstraße auf Objekte im äußeren Sonnensystem haben könnte – sofern die Gesetze eingehalten werden der Schwerkraft gelten. Sie wird von einer Theorie bestimmt, die als modifizierte Newtonsche Dynamik (oder MOND) bekannt ist.

MOND weist darauf hin, dass das berühmte Gravitationsgesetz von Isaac Newton bis zu einem gewissen Grad gültig ist. Das heißt, wenn die vom Newtonschen Gesetz vorhergesagte Gravitationsbeschleunigung klein genug wird, lässt MOND ein anderes Gravitationsverhalten zu.

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 Galaxienmaßstab zu erklären, aber ich hätte nicht erwartet, dass es solch spürbare Auswirkungen auf das äußere Sonnensystem haben würde“, sagte Mathur.

Ihre Arbeit wurde kürzlich in veröffentlicht Astronomisches Magazin.

„Erstaunliche“ Ausrichtung.

Mathur und Brown haben bereits zuvor die Auswirkung von MOND auf die galaktische Dynamik untersucht. Sie interessierten sich jedoch für die lokalen Effekte von MOND, nachdem Astronomen 2016 bekannt gaben, dass eine Gruppe von Objekten im äußeren Sonnensystem Bahnanomalien aufwies, die durch die Anwesenheit eines neunten Planeten erklärt werden könnten.

Orbitale Eigenschaften haben schon früher zu bahnbrechenden Entdeckungen geführt: Neptun wurde durch die Kraft seiner Schwerkraft auf den Umlaufbahnen eines nahe gelegenen Körpers entdeckt, die präzise Präzession von Merkur lieferte frühe Beweise für Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, und Astronomen haben kürzlich die Orbitaldynamik für ihre Schlussfolgerungen herangezogen die Existenz eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie.

Brown erkannte, dass die Vorhersagen von MOND im Widerspruch zu den Beobachtungen stehen könnten, die die Suche nach einem neunten Planeten vorangetrieben hatten. „Wir wollten sehen, ob die Daten, die die Planet-Neun-Hypothese stützen, die Existenz von MOND tatsächlich ausschließen würden“, sagte sie.

Stattdessen fanden Mathur und Brown heraus, dass MOND die von Astronomen beobachteten Cluster genau vorhersagt. Sie sagen, dass die Umlaufbahnen einiger Objekte im äußeren Sonnensystem im Laufe von Millionen von Jahren mit dem Gravitationsfeld der Galaxie in Einklang gebracht werden.

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

Die Autoren weisen darauf hin, dass der aktuelle Datensatz klein ist und dass jede Menge anderer Möglichkeiten wahr sein könnten; Andere Astronomen haben beispielsweise argumentiert, dass Orbitaleigenschaften das Ergebnis einer Beobachtungsverzerrung sind.

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