Planet 9 som et sort hul

Planet 9: Ukendt klode kan være et sort hul

I 2016 opstod teorien om, at Solsystemet rummer en ukendt klode, den såkaldte Planet 9. Nu mener nogle astronomer, at den slet ikke er en planet, men et sort hul – så tæt på os, at vi måske en dag kan rejse ud og besøge det.

I 2016 opstod teorien om, at Solsystemet rummer en ukendt klode, den såkaldte Planet 9. Nu mener nogle astronomer, at den slet ikke er en planet, men et sort hul – så tæt på os, at vi måske en dag kan rejse ud og besøge det.

Shutterstock & Lotte Fredslund/NASA

Planet 9

Et svagt lysglimt dukker pludselig op på den mørke nattehimmel.

Glimtet opfanges af et stort teleskop og analyseres af astronomer, der får sig en overraskelse. Det kommer nemlig fra et sort hul på størrelse med en grapefrugt, der fortærer en komet i Solsystemets ydre egne.

Sådan kan scenariet blive i løbet af det kommende årti, når jagten på en ukendt planet i Solsystemet, Planet 9, intensiveres. Den hypotetiske planet 9 kan nemlig vise sig at være et ganske lille sort hul.

Hvis det er tilfældet, åbner det enestående muligheder for at studere et sort hul på allernærmeste hold – og måske endda rejse ud og besøge det en dag.

Planet 9 forklarer mystiske baner

Idéen om Planet 9 opstod i 2016.

I en videnskabelig artikel påpegede de to astronomer Konstantin Batygin og Mike Brown fra California Institute of Technology i USA, at der er noget mystisk ved en række små himmellegemer meget langt ude i Solsystemet – eller mere præcist: noget mystisk ved deres baner rundt om Solen.

Planet 9

Ifølge teorien om Planet 9 kredser den om Solen i en afstand, der er mindst ti gange større end for den fjerneste kendte planet, Neptun. Set fra Planet 9 vil Solen kun være en lille lysprik.

© R. Hurt/IPAC/Caltech

Disse såkaldte fjerne kuiperbælteobjekter, der typisk måler nogle hundrede kilometer i diameter, bevæger sig rundt i elliptiske baner, som aldrig bringer dem tættere på Solen end den fjerneste planet, Neptun.

Forskerne ville have forventet, at deres baner rakte ud i alle mulige retninger i forhold til Solen – men i stedet ser det ud, som om de små objekter har fundet en slags fælles fodslag, så deres baner alle vender nogenlunde den samme vej.

Sådan en koordineret kosmisk dans kræver en solid partner, og Batygin og Brown er overbeviste om, at det er påvirkningen fra en forholdsvis stor planet, der har ensrettet objekternes baner – en hidtil uopdaget, niende planet i Solsystemet.

Rotationsbaner

De små kuiperbælteobjekter (blå) når aldrig tættere på Solen end den yderste kendte planet, Neptun (hvid, cirkelrund bane).

© M. Weiss/Caltech

Ukendt objekt skaber balance i Solsystemet

Langt ude i Solsystemet kredser en række såkaldte kuiperbælteobjekter. Deres baner kan bedst forklares med, at der findes et ukendt objekt, fx Planet 9, som påvirker dem med sin tyngdekraft.

Kuiperbælte­objekterne

har aflange baner (blå), som alle peger i nogenlunde samme retning væk fra Solen.

Et ukendt, tungt objekt

med en bane, der vender i modsat retning (rød), kan være årsagen til ensretningen af de små objekters baner.

I løbet af millioner af år ville tyngdekraften fra en planet langt større end Jorden påvirke de mindre objekter, så deres baner kom til at ligge mere på linje, end de gjorde fra starten.

Planet 9 svarer til seks jordkloder

I de seneste fem år har Batygin og Brown arbejdet med at forfine deres beregninger og inddrage nyopdagede objekter i analyserne.

I august 2021 regnede de to astronomer sig frem til, at Planet 9 må veje cirka seks gange så meget som Jorden og dermed være den femtestørste planet i Solsystemet – større end de fire klippeplaneter tilsammen, men noget mindre end iskæmpen Uranus.

Astronomerne har også regnet ud, at Planet 9 er ekstremt langt væk.

Sandsynligvis er Planet 9 altid mere end 300 gange længere væk fra Solen, end Jorden er, hvilket svarer til en afstand på 45 milliarder kilometer eller mere.

Sandsynlighedskort

Astronomerne har tegnet et groft kort over, hvor på himlen de skal lede efter Planet 9. Sandsynligheden er størst i et bølget bånd hen over himmelhvælvet og allerstørst i det røde område.

© Michael Brown & Konstantin Batygin/Lotte Fredslund

Selv så fjern en planet burde være til at få øje på, men trods en ihærdig jagt er det endnu ikke lykkedes astronomerne at nedlægge det store bytte i form af Planet 9.

Planet 9 har tre mulige løsninger

Det er der tre mulige forklaringer på.

Den første mulighed er, at Planet 9 slet ikke findes. Måske er kuiperbælteobjekterne endt i baner, der ligner hinanden, ved et rent tilfælde.

Det er der dog kun 0,4 procents sandsynlighed for, har Batygin og Brown beregnet, mens andre astronomer påpeger, at der sagtens kan være masser af uopdagede småkloder, som ændrer billedet.

Med et mere komplet overblik over objekterne længst ude i Solsystemet forsvinder mønsteret i banerne måske som dug for solen, og så er der slet ikke brug for en fjern planet 9.

Den anden mulighed er, at Planet 9 stadig skjuler sig derude et sted, som ingen store teleskoper endnu har været rettet mod.

I den kommende jagt på Planet 9 sætter astronomerne især deres lid til et splinternyt teleskop, der er ved at stå klar på toppen af bjerget Cerro Pachón i Chile: Simonyi Survey Telescope – placeret i Vera C. Rubin Observatory.

Teleskopets spejl har en diameter på 8,4 meter, og det er udstyret med verdens største digitalkamera, der tager billeder med en opløsning på 3,2 gigapixels.

Vera C. Rubin observatorium

Vera C. Rubin-observatoriet vil blive færdigbygget i 2022 og fuldt operationsdygtigt i 2023.

© Rubin Observatory/NSF/AURA

Rubin-observatoriet er som skabt til at lokalisere fjerne kuiperbælteobjekter og hidtil uopdagede planeter, når det automatisk skanner himmelrummet igen og igen i løbet af de næste ti år.

Men måske får det øje på noget helt andet. En tredje mulighed er nemlig, at Planet 9 i virkeligheden er et sort hul.

Idéen, som i 2020 blev bragt på banen af den britiske fysiker Jakub Scholtz og hans amerikanske kollega James Unwin, kan forklare, hvorfor objektet endnu ikke er fundet.

Sorte huller er svære at få øje på, fordi deres tyngdekraft er så stærk, at intet – heller ikke lys – undslipper fra dem.

Hvis planet 9 er et sort hul, er det på størrelse med en grapefrugt.

Et sort hul er et uhyre kompakt himmellegeme, hvor stoffet er presset ekstremt tæt sammen.

Hvis der findes et sort hul med en masse som seks jordkloder, er det derfor ikke ret stort. Det måler cirka 11 cm i diameter, altså omtrent som en lille grapefrugt.

Små sorte huller er urgamle

Problemet med teorien er, at sorte huller måske slet ikke eksisterer i så små størrelser.

I dag kender astronomerne kun til to slags sorte huller i universet. Der er flest af den type, der dannes, når en meget stor stjerne brænder ud og kollapser. De har en masse, der rækker fra cirka tre til 65 gange Solens masse.

Og så er der de supertunge sorte huller, der gemmer sig i centrum af galakser og har samme masse som millioner eller endda milliarder af stjerner.

Små sorte huller med masser som planeter eller mindre kan ikke dannes i det nuværende univers, så hvis de findes, må de være skabt i løbet af det første sekund af universets historie, hvor det var ganske lille og meget tæt.

Ingen ved, om disse såkaldte oprindelige sorte huller findes, men hvis Planet 9 i virkeligheden er et sort hul, må det nødvendigvis være et af den type.

Det sorte hul kan sluge kometer

Et lille sort hul, der ikke udsender nogen form for stråling, er ekstremt svært at finde, men det er ikke helt umuligt.

Hvis en komet kommer for tæt på det sorte hul, vil den blive flået i stykker af den voldsomme tyngdekraft, og på vej ned i hullet vil materialet fra den kortvarigt bliver varmet så voldsomt op, at det udsender synligt lys.

Den pludselige opblussen burde kunne observeres fra Jorden, og også her har astronomerne de største forventninger til Rubin-observatoriets skarpe øje.

Et sort hul på bare 11 cm er svært at opdage, men der er en lille chance. Hvis en komet kommer for tæt på, vil tyngdekraften fra det sorte hul flå den i stykker – og i sin dødskamp vil den udsende et lysglimt.

Komet i rummet
© Shutterstock

Det sorte hul får selskab af en komet

I Solsystemets alleryderste egne kredser milliarder af små iskloder rundt i den såkaldte Oortsky. De objekter, der forlader skyen og kommer tættere på Solen, kaldes kometer. Nogle af dem kan få en bane, der går tæt forbi det sorte hul.

Komet rives i stykker af sort hul
© M. Weiss/Caltech/Shutterstock

Kometen sønderrives og lyser op

Hvis en komet kommer for tæt på, sønderrives den af tyngdekraften fra det sorte hul. Kometens materiale hvirvler ind mod hullet for til sidst at blive opslugt. Undervejs opvarmes stoffet, så det kortvarigt lyser kraftigt op.

Vera C. Rubin-teleskop
© Todd Mason, Mason Productions Inc./LSST Corp.

Nyt teleskop skal fange lysglimtet

Med det kommende Simonyi Survey Telescope i Chile vil astronomerne få mulighed for at se lysglimtet fra det sorte hul, der æder en komet. Astronomer fra Harvard University i USA har beregnet, at det kan ske nogle få gange om året.

Opdagelsen af et lille, oprindeligt sort hul ville være en sensation i sig selv, ikke mindst fordi nogle forskere mener, at det såkaldte mørke stof – mystisk, usynligt stof, som udgør 85 procent af alt stof i universet – måske består af sådanne sorte huller.

Samtidig vil et sort hul så tæt på os åbne kolossale perspektiver.

Når astronomerne kender det sorte huls bane, åbner det op for at sende et rumfartøj ud til det. Rejsen derud vil vare flere årtier, men muligheden for at bringe sonden i kredsløb om det sorte hul vil være det hele værd.

Hvis det sker, vil det sorte hul i Solsystemet blive et uvurderligt laboratorium for astrofysikerne.

Her vil de bl.a. kunne studere, om Einsteins almene relativitetsteori – vores bedste teori for tyngdekraften – holder stik under de mest ekstreme forhold, eller om der skal en ny og bedre teori til.

Men allerførst skal astronomerne lige finde ud af, om det sorte hul overhovedet findes.