WAT IS EEN PLANEET?

Send

Het begrip van de mensheid over wat een planeet vormt, is in de loop van de tijd veranderd. Terwijl onze meest opvallende magiërs en geleerden ooit geloofden dat de wereld een platte schijf was (of ziggoerat of kubus), leerden ze geleidelijk dat het in feite bolvormig was. En tegen de moderne tijd begonnen ze te begrijpen dat de aarde slechts een van de vele planeten in het bekende universum was.

En toch evolueren onze ideeën over wat een planeet vormt, nog steeds. Simpel gezegd, onze definitie van planeet is historisch gezien afhankelijk geweest van ons referentiekader. Naast het ontdekken van extra-zonneplaneten die de grenzen hebben verlegd van wat we als normaal beschouwen, hebben astronomen ook nieuwe lichamen in onze eigen achtertuin ontdekt die ons hebben gedwongen met nieuwe classificatieschema's te komen.

Geschiedenis van de term:

Voor oude filosofen en geleerden vertegenwoordigden de zonneplaneten iets heel anders dan wat ze tegenwoordig doen. Zonder behulp van telescopen leken de planeten op bijzonder heldere sterren die ten opzichte van de achtergrondsterren bewogen. De vroegste gegevens over de bewegingen van de bekende planeten dateren uit het 2e millennium vGT, waar Babylonische astronomen de basis legden voor de westerse astronomie en astrologie.

Deze omvatten de Venus-tablet van Ammisaduqa, die de bewegingen van Venus catalogiseerde. Ondertussen legden de 7e-eeuwse BCE MUL.APIN-tabletten de bewegingen van de zon, de maan en de toen bekende planeten in de loop van het jaar vast (Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus). De Enuma anu enlil-tabletten, ook gedateerd in de 7e eeuw voor Christus, waren een verzameling van alle voortekenen die aan hemelverschijnselen en de bewegingen van de planeten waren toegewezen.

In de klassieke oudheid adopteerden astronomen een nieuw concept van planeten als lichamen die rond de aarde draaiden. Terwijl sommigen een heliocentrisch systeem bepleitten - zoals de 3e-eeuwse BCE-astronoom Aristarchus van Samos en de 1e-eeuwse BCE-astronoom Seleucus van Seleucia - bleef de geocentrische kijk op het heelal de meest algemeen aanvaarde. Astronomen begonnen ook met het maken van wiskundige modellen om hun bewegingen in deze tijd te voorspellen.

Dit culmineerde in de 2e eeuw na Christus met de publicatie van Ptolemaeus (Claudius Ptolemaeus) van de Almagest, dat meer dan duizend jaar lang de astronomische en astrologische canon werd in Europa en het Midden-Oosten. Binnen dit systeem draaiden de bekende planeten en lichamen (zelfs de zon) allemaal om de aarde. In de eeuwen die volgden, voegden Indiase en islamitische astronomen dit systeem toe op basis van hun waarnemingen van de hemel.

Tegen de tijd van de wetenschappelijke revolutie (ca. 15e - 18e eeuw) begon de definitie van planeet opnieuw te veranderen. Dankzij Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei en Johannes Kepler, die het heliocentrische model van het zonnestelsel hebben voorgesteld en ontwikkeld, werden planeten gedefinieerd als objecten die om de zon draaiden en niet om de aarde. De uitvinding van de telescoop leidde ook tot een beter begrip van de planeten en hun overeenkomsten met de aarde.

Tussen de 18e en 20e eeuw werden talloze nieuwe objecten, manen en planeten ontdekt. Dit omvatte Ceres, Vesta, Pallas (en de Main Asteroid Belt), de planeten Uranus en Neptunus, en de manen van Mars en de gasreuzen. En toen werd Pluto in 1930 ontdekt door Clyde Tombaugh, die werd aangewezen als de 9e planeet van het zonnestelsel.

Gedurende deze periode bestond er geen formele definitie van planeet. Maar er bestond een geaccepteerde conventie waarbij een planeet werd gebruikt om een "groot" lichaam te beschrijven dat om de zon draaide. Dit, en de conventie van een zonnestelsel met negen planeten, zou blijven bestaan tot de 21e eeuw. Tegen die tijd zouden talloze ontdekkingen binnen het zonnestelsel en daarbuiten leiden tot eisen dat een formele definitie wordt aangenomen.

Werkgroep Extrasolar Planeten:

Terwijl astronomen lang hebben aangenomen dat andere sterrenstelsels hun eigen planetenstelsel zouden hebben, vond de eerste gerapporteerde ontdekking van een planeet buiten het zonnestelsel (ook bekend als de buitenzoolplaneet of exoplaneet) pas in 1992 plaats. Op dit moment hadden twee radioastronomen werken vanuit het Arecibo Observatorium (Aleksander Wolszczan en Dale Frail) kondigde de ontdekking aan van twee planeten die in een baan om de pulsar PSR 1257 + 12 cirkelen.

De eerste bevestigde ontdekking vond plaats in 1995, toen astronomen van de Universiteit van Genève (Michel Mayor en Didier Queloz) de detectie van 51 Pegasi aankondigden. Tussen het midden van de jaren 90 en de inzet van de Kepler-ruimtetelescoop in 2009 waren de meeste extrasolaire planeten gasreuzen die ofwel qua grootte en massa vergelijkbaar waren met Jupiter of aanzienlijk groter (d.w.z. "Super-Jupiters").

Deze nieuwe ontdekkingen leidden ertoe dat de Internationale Astronomische Unie (IAU) in 1999 de Werkgroep Extrasolaire Planeten (WGESP) oprichtte. Het verklaarde doel van de WGESP was om "te fungeren als een brandpunt voor internationaal onderzoek naar extrasolaire planeten". Als resultaat van dit lopende onderzoek en de detectie van tal van buitenzonnelichaampjes werd geprobeerd de nomenclatuur te verduidelijken.

In februari 2003 gaf de WGESP aan dat ze haar positie had gewijzigd en de volgende "werkdefinitie" van een planeet had aangenomen:

1) Objecten met ware massa's onder de grensmassa voor thermonucleaire fusie van deuterium (momenteel berekend op 13 Jupiter-massa's voor objecten van metallische zonne-energie) die in een baan om sterren of stellaire overblijfselen “planeten” zijn (ongeacht hoe ze zijn gevormd). De minimale massa / grootte die nodig is om een extrasolar-object als een planeet te beschouwen, moet dezelfde zijn als die in ons zonnestelsel.
2) Substellaire objecten met ware massa's boven de grensmassa voor thermonucleaire versmelting van deuterium zijn "bruine dwergen", ongeacht hoe ze gevormd zijn en waar ze zich ook bevinden.
3) Vrij zwevende objecten in jonge sterrenhopen met massa's onder de grensmassa voor thermonucleaire fusie van deuterium zijn geen "planeten", maar zijn "subbruine dwergen" (of welke naam dan ook het meest geschikt is).

Op 22 januari 2017 zijn meer dan 2000 exoplaneet-ontdekkingen bevestigd, waarbij 3.565 exoplaneet-kandidaten werden gedetecteerd in 2.675 planetaire systemen (waaronder 602 meerdere planetaire systemen).

IAU-resolutie 2006:

Tijdens het begin tot het midden van de jaren 2000 werden er talloze ontdekkingen gedaan in de Kuipergordel die ook het planeetdebat stimuleerden. Dit begon met de ontdekking van Sedna in 2003 door een team van astronomen (Michael Brown, Chad Trujillo en David Rabinowitz) die aan het Palomar Observatory in San Diego werkten. Voortdurende waarnemingen bevestigden dat het een diameter van ongeveer 1000 km had en groot genoeg was om een hydrostatisch evenwicht te ondergaan.

Dit werd gevolgd door de ontdekking van Eris - een nog groter object (meer dan 2000 km in diameter) - in 2005, opnieuw door een team bestaande uit Brown, Trujillo en Rabinowitz. Dit werd gevolgd door de ontdekking van Makemake op dezelfde dag en Haumea een paar dagen later. Andere ontdekkingen die in deze periode zijn gedaan, zijn onder meer Quaoar in 2002, Orcus in 2004 en 2007 OR10 in 2007.

De ontdekking van een aantal objecten buiten de baan van Pluto die groot genoeg waren om bolvormig te zijn, leidde tot pogingen namens de IAU om een formele definitie van een planeet vast te stellen. In oktober 2005 beperkte een groep van 19 IAU-leden hun keuzes tot een shortlist van drie kenmerken. Deze omvatten:

Een planeet is elk object in een baan rond de zon met een diameter van meer dan 2000 km. (elf stemmen voor)
Een planeet is elk object in een baan rond de zon waarvan de vorm stabiel is vanwege zijn eigen zwaartekracht. (acht stemmen voor)
Een planeet is elk object in een baan rond de zon dat dominant is in zijn directe omgeving. (zes stemmen voor)

Nadat er geen consensus was bereikt, besloot de commissie deze drie definities breder te stemmen. Dit vond plaats in augustus 2006 tijdens de 26e Algemene Vergadering van de IAU in Praag. Op 24 augustus werd de kwestie voor de laatste keer in stemming gebracht, wat resulteerde in de goedkeuring van een nieuw classificatieschema om onderscheid te maken tussen planeten en kleinere lichamen. Deze omvatten:

(1) Een "planeet" is een hemellichaam dat (a) in een baan om de zon draait, (b) voldoende massa heeft voor zijn zelfzwaartekracht om starre lichaamskrachten te overwinnen, zodat het een hydrostatisch evenwicht (bijna ronde) vorm aanneemt , en (c) de buurt rond zijn baan heeft vrijgemaakt.
(2) Een "dwergplaneet" is een hemellichaam dat (a) in een baan om de zon draait, (b) voldoende massa heeft voor zijn zelfzwaartekracht om starre lichaamskrachten te overwinnen zodat het een hydrostatisch evenwicht aanneemt (bijna rond) vorm, (c) de buurt rond zijn baan niet heeft opgeruimd, en (d) geen satelliet is.
(3) Alle andere objecten, behalve satellieten, die in een baan om de zon draaien, worden gezamenlijk "kleine zonnestelsellichamen" genoemd.

In overeenstemming met deze resolutie heeft de IAU Pluto, Eris en Ceres aangewezen in de categorie van "dwergplaneet", terwijl andere Trans-Neptuniaanse objecten (TNO's) op dat moment zwart bleven. Dit nieuwe classificatieschema veroorzaakte veel controverse en een aantal verontwaardigingen van de astronomische gemeenschap, van wie velen de criteria als vaag en discutabel in hun toepasbaarheid uitdaagden.

Velen hebben bijvoorbeeld het idee betwist dat een planeet zijn buurt opruimt, daarbij verwijzend naar het bestaan van Near-Earth Objects (NEO's), Jupiter's Trojaanse asteroïden en andere gevallen waarin grote planeten hun baan delen met andere objecten. Deze worden echter weerlegd door het argument dat deze grote lichamen hun banen niet delen met kleinere objecten, maar ze domineren en meenemen in hun banen.

Een ander knelpunt was de kwestie van het hydrostatisch evenwicht, dat is het punt waar een planeet voldoende massa heeft om onder de kracht van zijn eigen zwaartekracht in te storten en bolvormig te worden. Het moment waarop dit gebeurt, blijft volkomen onduidelijk en daarom stellen sommige astronomen dat het als criterium wordt opgenomen.

Bovendien beweren sommige astronomen dat deze nieuw aangenomen criteria alleen nuttig zijn voor zover het zonnepanelen betreft. Maar zoals onderzoek van exoplaneten heeft aangetoond, kunnen planeten in andere sterrensterrensystemen aanzienlijk verschillen. In het bijzonder heeft de ontdekking van talrijke "Super Jupiters" en "Super Earths" conventionele opvattingen over wat normaal wordt geacht voor een planetair systeem, verward.

In juni 2008 kondigde het directiecomité van de IAU de oprichting aan van een subklasse van dwergplaneten in de hoop de definities verder te verduidelijken. Bestaande uit de recent ontdekte TNO's, stelden ze de term "plutoïden" vast, die voortaan Pluto, Eris en andere toekomstige trans-Neptuniaanse dwergplaneten zouden omvatten (maar Ceres uitgesloten). Na verloop van tijd werden Haumea, Makemake en andere TNO's aan de lijst toegevoegd.

Ondanks deze inspanningen en veranderingen in de nomenclatuur is het probleem voor velen verre van opgelost. Bovendien heeft het mogelijke bestaan van planeet 9 in het buitenste zonnestelsel de discussie zwaarder gemaakt. En terwijl ons onderzoek naar exoplaneten doorgaat - en een onbemande (en zelfs bemande) missie wordt gedaan naar andere sterrenstelsels - kunnen we verwachten dat het debat een geheel nieuwe fase ingaat!

We hebben veel interessante artikelen geschreven over de planeten hier bij Space Magazine. Hier zijn hoeveel planeten zijn er in het zonnestelsel? Wat zijn de planeten van het zonnestelsel, de planeten van ons zonnestelsel in volgorde van grootte, waarom Pluto niet langer een planeet is, bewijsmateriaal blijft groeien voor de negende planeet en wat zijn Extrasolar Planeten ?.

Bekijk voor meer informatie dit artikel van Scientific American, What is a Planet ?, en het videoarchief van de IAU.

Astronomy Cast heeft een aflevering over Pluto's planetaire identiteitscrisis.

Bronnen: