Einen zweiten Kleinplaneten, der die Sonne weit jenseits des äußersten Planeten Neptun umrundet, haben die beiden Forscher Chadwick J. Trujillo und Scott S. Sheppard aufgespürt, die am Gemini Observatory und bei der Carnegie Institution of Science arbeiten. Für einen Umlauf auf seiner elliptischen Bahn benötigt das rund 450 Kilometer große Objekt 2012 VP113 4590 Jahre. Dabei kommt es der Sonne nicht näher als 80 Astronomische Einheiten (AE). Maximal entfernt sich der Kleinplanet bis zu 452 AE von der Sonne. Damit ist er der zweite Himmelskörper, der in dieser Region des Weltalls unsere Sonne umkreist. Bislang war dort nur die bereits im Jahr 2003 entdeckte, rund 1000 Kilometer große Sedna bekannt, die rund 11 400 Jahre für einen Umlauf benötigt. Zum Vergleich: Der äußerste Planet Neptun umkreist die Sonne in einem mittleren Abstand von 30 AE.

Die Umlaufbahnen von Sedna und 2012 VP113
© SuW-Grafik, nach: Scott S. Sheppard, Carnegie Institution for Science
(Ausschnitt)
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Weit jenseits der Umlaufbahnen der äußeren Planeten (violett) und der Objekte im Edgeworth-Kuiper-Gürtel (weiß) umrunden die Himmelskörper Sedna (orange) und 2012 VP113 (rot) die Sonne auf stark elliptischen Bahnen. Dabei kann sich die rund 1000 Kilometer große Sedna während ihrer rund 11 400 Jahre langen Umlaufperiode bis zum Tausendfachen des Abstands der Erde zur Sonne von unserem Tagesgestirn entfernen. Sie ist damit der Kleinplanet mit der größten bekannten Sonnenentfernung.

Für die Astronomen ist es schwierig zu erklären, wie die beiden Objekte in ihre Umlaufbahnen kamen, auf denen wir sie heute beobachten. Beide sind selbst in ihrer größten Sonnennähe viel zu weit von der Umlaufbahn des äußersten Planeten Neptun entfernt, als dass seine Schwerkraft die beiden Himmelskörper in ihre Bahnen lenken konnte.

Der Edgeworth-Kuiper-Gürtel und die Oortsche Wolke

Schon Mitte des vorigen Jahrhunderts hatten die Astronomen Kenneth E. Edgeworth, Gerard P. Kuiper und Jan Oort unabhängig voneinander die Existenz zahlreicher kleinerer Himmelskörper vorhergesagt, welche die Sonne in großen Abständen umrunden. Daher wird heute vom Edgeworth-Kuiper-Gürtel für die Objekte unmittelbar jenseits der Umlaufbahn des Neptun gesprochen und von der Oortschen Wolke für sehr weit entfernte Objekte, die sich bis zu einer Entfernung von einem Lichtjahr zur Sonne befinden. Mittlerweile sind 1261 transneptunische Himmelskörper bekannt. Dabei fällt auf, dass der Edgeworth-Kuiper-Gürtel eine scharfe Begrenzung bei 50 AE aufweist. Jenseits davon existieren mit Ausnahme von Sedna und 2012 VP113 keine weiteren bekannten Himmelskörper. Auch Trujillo und Sheppard konnten bei ihren Untersuchungen keine Objekte entdecken, deren sonnennächste Punkte (Perihel) in einem Bereich zwischen dem 50- und 76-fachen Erdabstand liegen, diese Lücke ist also real.

Wie kamen die beiden Objekte auf ihre Bahnen?

Derzeit werden drei Modelle diskutiert, die erklären sollen, wie die beiden Himmelskörper auf ihre weiten Bahnen gerieten: Die erste Theorie geht von einem oder mehreren planetengroßen Himmelskörpern aus, welche die Objekte mit ihrer Schwerkraft im frühen Sonnensystem, vor mehr als vier Milliarden Jahren, ablenkten. Diese könnten sich noch heute im Umlauf um unsere Sonne befinden oder durch Schwerkraftwechselwirkungen aus unserem Planetensystem entwichen sein.

Der zweite Erklärungsvorschlag beschreibt, dass sich die Sonne in einem dichten offenen Sternhaufen bildete, in dem viele hundert Sterne auf engem Raum gleichzeitig entstanden. Durch Schwerkraftwechselwirkungen dieser Sterne mit den Objekten im Umlauf um unsere Sonne wären dann Sedna und 2012 VP113 auf ihre Bahnen geraten.

Der dritte Erklärungsansatz geht von der Möglichkeit aus, dass die Sterne im Geburtssternhaufen der Sonne untereinander Objekte austauschten, sich also die beiden Himmelskörper jenseits des Edgeworth-Kuiper-Gürtels vielleicht einmal im Umlauf um einen anderen Stern befunden haben.

In einer von der Carnegie Institution of Science herausgegebenen Presseinformation sprechen die Autoren Trujillo und Sheppard "von der möglichen Anwesenheit eines enormen Planeten, mit der bis zu zehnfachen Masse der Erde, der bislang nicht entdeckt wurde." Dagegen spricht aber eine Untersuchung von Kevin L. Luhman von der Pennsylvania State University, der systematisch die Daten des Infrarotsatelliten WISE nach möglichen fernen Begleitern der Sonne durchforstet hatte. Luhman stellte fest, dass es bis zur 28 000-fachen Erdentfernung keinen Planeten von der Größe des Saturn gibt und bis zur 82 000-fachen Entfernung keinen jupitergroßen Planeten. Bei dieser Untersuchung wäre aber ein deutlich näherliegender Planet mit bis zu zehn Erdmassen aber sicherlich aufgefallen.

Entdeckungsaufnahme von 2012 VP113
© Scott S. Sheppard, Carnegie Institution for Science
(Ausschnitt)
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Mit dem Vier-Meter-Teleskop des National Optical Astronomy Observatory in Chile gelangen diese Aufnahmen des Kleinplaneten 2012 VP113 im Jahr 2012. Die Bilder wurden im Abstand von zwei Stunden durch unterschiedliche Farbfilter aufgenommen und der Himmelkörper hatte sich in dieser Zeit relativ zum Himmelshintergund bewegt. Daher erscheint er als eine Abfolge von roten, grünen und blauen Punkten.

Schlichtweg falsch ist aber die in der gleichen Presseinformation verbreitete Aussage, dass "der neugefundene 2012 VP113 eine Umlaufbahn besitzt, die sich jenseits derjenigen von Sedna befindet, wodurch dieser Himmelskörper das fernste bekannte Objekt im Sonnensystem ist": Ein Blick auf die beigestellte Grafik oben zeigt, dass sich Sedna auf ihrer Bahn um mehr als das Doppelte von der Sonne entfernen kann. Damit muss also der Rand des Sonnensystems nicht neu definiert werden.