Mislukte planeet

DUIZENDEN jaren waren er zes planeten bekend, hoewel er geen redenen waren te veronderstellen dat er niet meer zouden zijn. Dat bleek wel toen William Herschel in maart 1781 tijdens een van zijn speurtochten langs het firmament toevallig Uranus ontdekte. Met deze zevende planeet, net als Jupiter en Saturnus een reuzenplaneet, werd het zonnestelsel opeens tweemaal zo groot. Uranus bleek zich echter niet te bewegen volgens de baan die astronomen berekenden. Dat leidde tot het vermoeden dat er verder weg nog een planeet was die Uranus stoorde.

De Britse astronoom John Adams en de Franse astronoom Urbain Leverrier berekenden uit de geconstateerde Uranus-afwijkingen de baan van de hypothetische planeet en gaven ook aan op welk punt aan de hemel hij zich zou moeten verschuilen. In september 1846 werd vlak bij de voorspelde positie inderdaad een planeet gevonden. De ontdekking van Neptunus, opnieuw een reuzenplaneet, betekende een triomf voor de hemelmechanica: met Newtons wetten konden hemellichamen worden ontdekt.

Maar ook hierna bleek Uranus zich nog niet aan zijn berekende baan te houden en dus werd opnieuw gedacht aan een nog verder weg staande planeet. In het begin van deze eeuw togen de Amerikaanse astronomen Percival Lowell en Edward Pickering aan het rekenen en zoeken, maar zij vonden niets. In 1929 werd Clyde Tombaugh (1906-1997) als assistent op de Lowell-sterrenwacht aangenomen om met een nieuwe telescoop opnieuw een poging te wagen. Na een jaar uitputtend speuren ontdekte hij in februari 1930, op slechts 6° van de voorspelde positie, een nieuwe planeet: Pluto.

Het vreemde was echter dat Pluto veel kleiner was dan men had voorspeld. Hij vertoonde geen schijfje, was dus zeker geen reuzenplaneet en waarschijnlijk zelfs kleiner dan de aarde. Latere schattingen leverden waarden op die steeds weer kleiner uitpakten. De Amerikaanse astronoom Alex Dressler stelde in 1975 uit deze schattingen een kromme samen en voorspelde dat Pluto zo voortgaande in 1984 geheel zou zijn verdwenen. Dat is nog net niet gebeurd, hoewel de diameter – in 1990 nauwkeurig vastgesteld op 2300 kilometer – wel daalde tot fors onder die van de maan.

Toen in 1978 Pluto's begeleider Charon werd ontdekt die er in zes dagen omheen draait, kon opeens via de wetten van Kepler hun totale massa worden berekend. Die bleek 1/460 van die van de aarde te zijn, ofwel een vijfde van die van de maan. Dit betekende dat Pluto onmogelijk meetbare storingen in de baan van Uranus kon veroorzaken. Gravitationeel gezien bestond Pluto voor Uranus (en de andere planeten) niet en het was dus puur toeval dat hij in 1930 dicht bij de `voorspelde' positie was gevonden.

Maar waar kwamen dan de storingen in de baan van Uranus vandaan? Opnieuw werd gedacht aan een of meerdere verre planeten, maar de Amerikaanse astronoom Myles Standish liet in 1992 zien dat die niet meer nodig waren. De storingen in de baan van Uranus bleken het gevolg van enerzijds kleine fouten in de positiemetingen en anderzijds kleine afwijkingen in de aangenomen massa van de grote planeten. Berekende men de storende krachten met de juiste waarden, dan bewoog Uranus precies zoals het moest. De speurtocht naar Pluto was dus geïnitieerd door niet-bestaande effecten.

Standish had zijn bevindingen nauwelijks gepubliceerd of de Amerikaanse astronomen David Jewitt en Jane Luu ontdekten een lichtzwak object in de buurt van Pluto. Deze keer ging het om een hemellichaam met een diameter van zo'n 200 kilometer, dus geen planeet. Al snel volgden meer ontdekkingen. Het zijn er nu meer dan 200. De hemellichamen hebben een diameter tussen de 100 en 600 kilometer en draaien in cirkels onder een kleine hoek maken met het hoofdvlak van de planeten.

BREDE GORDEL

Ook de ontdekking van deze objecten is overigens geen toeval, want er werd al vanaf 1987 naar gezocht. Lange tijd werd vermoed dat zich buiten de baan van Neptunus een brede gordel bevindt, de Kuipergordel, waarin het krioelt van kleine objecten die voor een groot deel uit ijs bestaan. Zij zouden zijn ontstaan in de koudste delen van de afgeplatte oerwolk van het proto-zonnestelsel en vele overeenkomsten vertonen met de kernen van kometen. Hun totale aantal zou in de vele miljoenen lopen, maar alleen de allergrootste zijn vanaf de aarde te zien.

Door deze groeidende stroom van ijsdwergen werd ook de ware aard van Pluto en Charon ontdekt. Zij zijn de grootste leden van de uitgebreide ijsfamilie in de binnendelen van de Kuipergordel, een soort overgang tussen planeten – en hun ijsmanen – en kometen. Voor Tombaugh was het zuur te bedenken dat Pluto nooit de status van planeet had gekregen als men zijn kleinere verwanten al in de jaren dertig had gekend. Maar men kan de zaak natuurlijk ook positief zien: door de vele inspanningen om meer over Pluto te weten te komen, werd in feite het vóórwerk verricht voor het latere onderzoek aan een hele klasse van nieuwe objecten aan de grens van het zonnestelsel.