Seit Jahrzehnten suchen Astronomen nach einem möglichen "Planeten X" im äußeren Sonnensystem. Ein großes, dunkles Objekt müsse dort draußen lauern, so die Spekulation, und mit seiner Schwerkraft gelegentlich für Unruhe in den Umlaufbahnen der bekannten Himmelskörper im Sonnensystem sorgen. Ein Blick in die Geschichte liefert ausreichend Motivation für eine solche Suche: Als Astronomen 1846 nach einem Planeten X jenseits von Uranus suchten, entdeckten sie Neptun. Und als sie nach einem weiteren Planeten jenseits von Neptun fahndeten, stießen sie auf Pluto. Doch die Suche nach einem Planeten X jenseits von Pluto erwies sich fast schon als zu erfolgreich – die Himmelsforscher stießen auf so viele neue und plutoähnliche "transneptunische Objekte", kurz TNOs, dass es ihnen eher ratsam erschien, Pluto seinen Status als Planet zu rauben, als die planetarische Population des Sonnensystems um mehrere hundert Mitglieder zu erweitern. Denn selbst die größten der neu aufgespürten TNOs kamen mit ihrer Größe gerade einmal an Pluto heran – keines dieser Objekte schien die Bezeichnung "Planet X" zu verdienen.

Bis jetzt jedenfalls. Doch am 8. Dezember übermittelten Teams aus Schweden und Mexiko in aller Stille zwei Artikel an das angesehene Fachblatt "Astronomy & Astrophysics", in denen sie die Entdeckung von nicht einem, sondern gleich zwei Kandidaten für den Titel "Planet X" verkündeten. Die Stille dauerte nicht lange an. Zwar hat keiner dieser Artikel bislang den vor einer Veröffentlichung üblichen Prozess der Begutachtung durch Fachkollegen durchlaufen. Doch die Teams haben die Artikel – wie im heutigen Wissenschaftsbetrieb üblich – im Onlinearchiv arXiv abgelegt und damit der Fachwelt zugänglich gemacht. Schon am nächsten Tag berichteten Blogs und Nachrichtenseiten im Netz über die angebliche Entdeckung neuer Planeten in unserem Sonnensystem. Die Astronomen, die sich die Arbeiten anschauten, reagierten allerdings skeptisch. Die sich entfaltenden Diskussionen zwischen Experten in öffentlichen Foren wie Twitter und Facebook bieten einen seltenen Einblick in den mitunter chaotischen wissenschaftlichen Prozess.

Pluto in Farbe
© NASA/JHUAPL/SWRI
(Ausschnitt)
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Ein Porträt des Zwergplaneten Pluto mit verstärkter Farbgebung: Damit wollen die NASA-Wissenschaftler die unterschiedlichen Oberflächen Plutos hervorheben. Die Suche nach einem Planeten X jenseits von Pluto hatte sich fast schon als zu erfolgreich erwiesen – die Himmelsforscher stießen auf so viele neue und plutoähnliche Objekte, dass es ihnen eher ratsam erschien, Pluto seinen Status als Planet zu rauben, als die planetarische Population des Sonnensystems um mehrere hundert Mitglieder zu erweitern.

"Ich ziehe es normalerweise vor, erst bereits akzeptierte Artikel hochzuladen", sagt Wouter Vlemmings, Astronom an der Technischen Hochschule Chalmers im schwedischen Göteborg und Mitautor beider Untersuchungen. "Diesmal jedoch hatten wir alle unsere Ideen aufgebraucht (…), über arXiv wollten wir unsere Fachkollegen erreichen, die uns sagen sollten, ob wir nicht doch etwas übersehen hatten – in diesem Fall würden wir die Artikel zurückziehen. (…) Was ich persönlich nicht bedacht hatte, war der Effekt der Artikel außerhalb der astronomischen Fachwelt."

Große Unsicherheit bezüglich der Eigenschaften der Himmelskörper

Einen der beiden Kandidaten haben die Forscher vorläufig "Gna" getauft, nach einer Ase der nordischen Mythologie, die als Botschafterin der Göttin Frigg auf ihrem Pferd durch die Luft und übers Wasser reitet. Er steht am Himmel in der Nähe des Sterns W Aquilae im Sternbild Adler. Der zweite Kandidat, noch ohne Namen, befindet sich in scheinbarer Nachbarschaft zu Alpha Centauri, den uns am nächsten liegenden Sternen. Die Astronomen haben beide Objekte mit ALMA entdeckt, dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, einer großen Anordnung von Radioantennen auf dem Chajnantor-Plateau in der Atacamawüste in den nordchilenischen Anden. Die Himmelsforscher hielten sie zunächst für schwach leuchtende, weit entfernte Galaxien. Doch im Abstand von mehreren Monaten gewonnene Aufnahmen zeigen, dass sich die beiden Himmelskörper gegenüber Sternen im Hintergrund bewegen. Demnach muss es sich um Objekte in unserem Sonnensystem handeln. Über die Eigenschaften der beiden Körper herrscht noch große Unsicherheit, da es von jedem bislang nur zwei Aufnahmen gibt. Die gemessenen Helligkeiten lassen sich durch Objekte ganz unterschiedlicher Größe, Zusammensetzung und Entfernung erklären.

Bei Gna, so die Forscher, könnte es sich gut um einen etwa 200 Kilometer großen Asteroiden irgendwo zwischen Saturn und Uranus handeln – aber ebenso gut um einen neptungroßen Planeten in 100-fach größerer Entfernung. Vielleicht ist es gar ein verhinderter Stern, ein jupitergroßer Brauner Zwerg, der im nahen interstellaren Raum vorüberzieht. Ganz ähnlich könnte auch das Objekt bei Alpha Centauri ein naher Brauner Zwerg sein, eine größenmäßig zwischen unserem Heimatplaneten und Neptun liegende Super-Erde in sechsfacher Entfernung von Pluto – oder schlicht ein großer Eisbrocken viel näher bei uns.

"Alles Mögliche kann zwei zufällige Entdeckungen erzeugen, und zwischen zwei beliebigen Punkten lässt sich stets eine gerade Linie ziehen" Scott Sheppard

Und noch eine Erklärung ist denkbar: dass es sich bei beiden Objekten um eine Illusion handelt, um zufällige Ausreißer im Datenrauschen der kompliziertesten und ehrgeizigsten Radioteleskop-Anlage der Welt. Die Entdeckungen basieren jeweils auf nur zwei Beobachtungen – und das macht sie schwer zu schlucken, sagt Planetenforscher Scott Sheppard von der US-amerikanischen Carnegie Institution of Science: "Alles Mögliche kann zwei zufällige Entdeckungen erzeugen, und zwischen zwei beliebigen Punkten lässt sich stets eine gerade Linie ziehen." Um zu zeigen, dass die Objekte real sind, sei eine dritte Beobachtung nötig, sagt der an zahlreichen Durchmusterungen des Sonnensystems beteiligte Forscher – und diese dritte Beobachtung müsse bestätigen, dass sich die Objekte mit konstanter Geschwindigkeit auf einer geraden Linie am Himmel bewegen.

Existieren diese Objekte überhaupt?

Worum es sich bei diesen Objekten handelt – und ob sie überhaupt existieren –, sind also offene Fragen. Sicher ist indes, dass frühere Suchaktionen der Existenz eines Planeten X enge Grenzen gesetzt haben. So hat der Wide-field Infrared Survey Explorer den gesamten Himmel abgescannt, aber keinerlei Anzeichen für weitere Planeten im Sonnensystem gefunden. Das schließt die Existenz jupitergroßer Planeten bis zu einer Entfernung von drei Billionen Kilometern von der Sonne aus; ebenso die saturngroßer Planeten bis zur Hälfte dieser Distanz. Kleinere und leuchtschwächere Objekte wie Super-Erden könnten zwar immer noch da draußen verborgen sein. Doch solche Objekte bei Routinebeobachtungen mit ALMA rein zufällig aufzuspüren, sei statistisch höchst unwahrscheinlich, meinen viele Astronomen.

Mike Brown, Astronom am California Institute of Technology, hat viele große TNOs entdeckt und damit Pluto als Planet entthront. Auf Twitter äußerte er ein weiteres statistisches Argument gegen die vermeintlichen neuen Planeten: "Wenn es wahr ist, dass ALMA in einem winzigen, winzigen, winzigen Himmelsausschnitt zufällig auf ein massives Objekt im äußeren Sonnensystem gestoßen ist, dann müsste es etwa 200 000 erdgroße Planeten im äußeren Sonnensystem geben. Und das – nein!" "Noch besser!", ergänzte er später. "Mir wurde gerade klar, dass so viele erdgroße Planeten das gesamte Sonnensystem destabilisieren würden – und wir würden alle sterben." Nach dieser Klarstellung merkt Brown freilich an: "Die Vorstellung, dass im äußeren Sonnensystem noch große Planeten verborgen sind, ist absolut plausibel."

Viele der schärfsten Erwiderungen kamen von Astronomen in einer damals öffentlichen, inzwischen aber privaten Facebook-Gruppe, die sich mit der Abbildung von Exoplaneten befasst. "Die beiden Artikel führen zweifellos zu tausenden falschen Blogeinträgen und Pressemitteilungen", schrieb der Astronom Eric Mamajek von der University of Rochester und führte detailliert aus, welche ernsten Inkonsistenzen er in den Messungen der Bewegung und der Helligkeit der beiden Objekte sieht. "'Gna' ist wohl die Abkürzung für 'Goofy Non-Asteroid'", stichelte der Forscher weiter, auf Deutsch: alberner Nicht-Asteroid. Vielleicht, so schlägt Mamajek vor, handelt es sich bei den Objekten um Aktivität in fernen Galaxien, die fälschlicherweise sehr viel näher an der Erde lokalisiert wurden.

In derselben Facebook-Gruppe wunderte sich der Astronom Bruce Macintosh von der Stanford University über den "erstaunlichen Zufall", dass die ersten beiden mit ALMA entdeckten transneptunischen Objekte sich am Himmel beide in unmittelbarer Nachbarschaft heller Sterne befinden. Wahrscheinlicher sei es da doch, so Macintosh, dass es sich bei den mutmaßlichen Himmelskörpern in Wahrheit lediglich "um einige übrig gebliebene Artefakte" handelt, sprich: um durch Eigenheiten der komplexen Kalibrierungsmethoden von ALMA in den Daten produzierte Trugbilder.

Vlemmings beharrt darauf, er und seine Kollegen hätten dieses und viele andere Szenarien sorgfältig geprüft, ohne Fehler zu finden. Was immer sie tatsächlich sind, die Objekte sind zu hell und zu punktförmig, um sich als ferne Galaxien wegdiskutieren zu lassen. Und ihre Nachbarschaft zu hellen Sternen, so Vlemming weiter, half sogar bei der Kalibrierung der Daten und reduziere die Wahrscheinlichkeit für Beobachtungsfehler. "Dennoch sind wir natürlich weiterhin offen für solche Optionen, und wir haben mehrfach Anfragen an ALMA-Kollegen mit der Frage geschickt, ob sie eine Idee haben, wie solche Punktquellen künstlich entstehen könnten", sagt Vlemmings. "Niemand hat bislang gesagt, wie das möglich wäre." Die Verhandlung all dieser Behauptungen im Gerichtsraum der öffentlichen Meinung hat aber auch unerwartete Vorteile mit sich gebracht, ergänzt Vlemmings. Zwar war die plötzliche Publicity unerwünscht, "aber die bisher hilfreichsten Rückmeldungen waren zahlreiche Angebote für Beobachtungen mit anderen Instrumenten." Mit ein wenig Hilfe vom Rest der astronomischen Gemeinschaft dürfte ein Beweis für – oder gegen – den nächsten Planeten X nicht lange auf sich warten lassen.