Wat is een planeet?
Astronomen zijn al jaren zwaar verdeeld over die vraag.
Aan de ene kant staat de Internationale Astronomische Unie, IAU, die alleen de huidige acht planeten in het zonnestelsel erkent. Aan de andere kant staat een groep astronomen onder leiding van de Amerikaanse planeetwetenschapper Philip Metzger van de University of Central Florida, die de definitie van planeten wil vereenvoudigen.
Metzger werkt al ruim 30 jaar bij de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA, en volgens hem en zijn collega’s is een planeet een hemellichaam dat geologisch actief is of is geweest. Punt uit.
‘We weten allemaal wat een planeet is: een geologisch complexe wereld,’ zegt Philip Metzger tegen Wetenschap in Beeld.
We weten allemaal wat een planeet is: een geologisch complexe wereld. Planeetwetenschapper Philip Metzger
De Amerikaanse planeetwetenschapper Philip Metzger vindt dat de huidige criteria voor planeten niet op wetenschap gebaseerd zijn.
Behalve Pluto omvat Metzgers definitie ook de maan en een groot aantal andere huidige manen en dwergplaneten.
Hierdoor zou het aantal planeten in het zonnestelsel toenemen van acht tot meer dan 400.
Stemming degradeerde Pluto
De onenigheid tussen de astronomen brak in 2006 in alle hevigheid uit. Toen haalde de IAU de krantenkoppen wereldwijd door Pluto tot dwergplaneet te degraderen. ‘Dodenmis voor een planeet. Pluto: 1930-2006’ kopte het tijdschrift Newsweek bijvoorbeeld.
Toen astronomen Pluto in 1930 ontdekten, zagen ze een kleine ijsbol bijna 40 keer zo ver van de zon als de aarde, en stelden ze hem gelijk aan andere planeten.
Maar na ruim 70 jaar als negende planeet van het zonnestelsel verloor Pluto zijn status. De degradatie volgde op de ontdekking van de nog verder weg gelegen dwergplaneet Eris.
Aanvankelijk leek Eris groter te zijn dan Pluto, waarmee het onze tiende planeet zou worden. Maar toen astronomen ontdekten dat dat niet zo was, begonnen ze opnieuw na te denken over de definitie van een planeet.
In 2006 leidde dit tot een stemming in de IAU, waarbij drie criteria werden vastgesteld.
Plutoaanhangers demonstreerden in 2006 tegen het besluit van de Internationale Astronomische Unie om Pluto tot een dwergplaneet te degraderen.
Ten eerste draait een planeet rond de zon of een andere ster; ten tweede is hij bolvormig; en ten derde heeft hij voldoende zwaartekracht om zijn eigen baan vrij te maken van kleinere voorwerpen zoals planetoïden en kometen.
Pluto zakt op het derde criterium van de IAU, omdat hij midden in de Kuipergordel ligt en dus zijn eigen ‘buurt’ nog niet heeft ontdaan van andere objecten. De enorme gordel achter Neptunus bestaat uit miljoenen planetoïden en kometen die rond de zon draaien.
Volgens de astronoom Michael E. Brown, die in 2003 Eris ontdekte, was het dan ook juist om Pluto te degraderen.
‘Ik denk dat de IAU een pijnlijke vergissing heeft rechtgezet die al generaties standhield. Het zonnestelsel zit nu logisch in elkaar,’ zei Brown tegen het Amerikaanse medianetwerk NBC.
Maar Philip Metzger en zijn collega’s vinden niet dat de drie criteria een nauwkeurige manier bieden om te bepalen wat een planeet is en wat niet.
‘Als we aan planeten denken, zijn we er niet mee bezig of ze hun baan wel hebben schoongeveegd. We denken na over wat de planeet op zichzelf is. De intrinsieke eigenschappen van planeten zijn aantoonbaar nuttig voor de wetenschap,’ aldus Metzger.
Drie eisen worden één
1e criterium: Planeten draaien om een ster
Volgens het eerste criterium van de IAU moet een hemellichaam rond de zon of een andere ster draaien om een planeet genoemd te worden. Planetoïden draaien ook in een baan, maar voldoen niet aan de andere IAU-criteria.
2e criterium: Planeten hebben hun baan vrijgemaakt
Volgens het tweede criterium van de IAU zijn planeten zo dominant dat ze hun baan rond de zon vrijmaken van andere hemellichamen – door botsingen of doordat de zwaartekracht van de planeet het kleinere lichaam wegslingert.
3e criterium: Planeten zijn rond
Volgens het derde criterium van de IAU moet een planeet zo veel zwaartekracht hebben dat hij zijn massa in een bol heeft gerangschikt. Een hemellichaam kan ook rond zijn zonder een planeet te zijn – denk maar aan de maan.
Nieuw criterium: Een planeet is geologisch actief
Volgens planeetwetenschappers is er maar één criterium nodig: planeten zijn geologisch actief of zijn dat geweest. Deze definitie breidt het aantal planeten in het zonnestelsel flink uit – van de huidige acht tot honderden.
Metzger en collega’s kregen de taak om in de eerste plaats de definitie van een planeet op zuivere wetenschap te baseren. Het onderzoeksteam heeft 400 jaar literatuur over planeten doorgespit – van Copernicus en Galileo via Newton tot de beslissing om Pluto te degraderen.
Tijdens de Copernicaanse revolutie in de 16e eeuw werd het centrum van het heelal verplaatst van de aarde naar de zon. In die tijd beschouwden astronomen manen en planetoïden ook als planeten.
De wetenschappers vinden dat de moderne planeetdefinitie van 2006 doordrenkt is van niet-wetenschappelijke ideeën over het zonnestelsel en onbedoeld beïnvloed is door historische verhalen over het zonnestelsel, die onder meer aan de astrologie ontleend zijn.
Astrologie, die in de 19e eeuw terrein won, is bijgeloof, geen wetenschap. Voor astrologen is het belangrijk om een geordend en beperkt aantal planeten te hebben om in kaart te brengen – anders wordt het te moeilijk om het overzicht te houden.
Volgens Metzger en collega’s is Pluto vanwege astrologische ideeën in een dwerg veranderd, waarna het zonnestelsel nog maar acht planeten telde.
Dolende planeten zakken
Een ander probleem, zeggen critici, is de eis dat een planeet om een ster draait. Astronomen hebben herhaaldelijk planeten ontdekt die losgeslagen door het heelal suizen.
In december 2021 ontdekten telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) bijvoorbeeld een groep van minstens 70 dolende planeten in ons eigen sterrenstelsel.
Uit de gegevens blijkt dat de planeten ongeveer evenveel wegen als Jupiter. Dit betekent dat ze volgens de IAU-definitie automatisch planeten genoemd zouden worden als ze rond de zon draaiden, maar technisch voldoen ze niet aan alle planetencriteria.
Metzger vindt dat het veel nauwkeuriger is om planeten in te delen aan de hand van hun geologische eigenschappen, zoals voldoende massa om rond te zijn, vulkanische activiteit of platentektoniek.
Deze kenmerken zijn veel bepalender voor een planeet dan de vraag of hij rond een ster draait en zijn baan heeft vrijgemaakt.
IJsmanen kunnen leven herbergen
Geologisch actief zijn ook Jupiter en Saturnus, met ijsmanen als Europa en Enceladus die waarschijnlijk een vloeibare zee onder het ijs verbergen.
Net als op aarde kunnen op de zeebodem zogeheten hydrothermale bronnen zijn, waar warm, voedselrijk water opwelt. Daarmee zouden de ijsmanen de eerste plaats zijn waar we leven in de ruimte moeten zoeken.
Neptunus’ maan Triton kent ook geologische activiteit, want die schiet kilometershoge, pikzwarte geisers de ruimte in.
Ondanks de degradatie in 2006 beschouwen sommige wetenschappers Pluto nog steeds als een planeet, en de flyby in 2015 door de sonde New Horizons heeft het beeld van een zeer actief lichaam alleen maar versterkt.
Pluto heeft een unieke geologie. De bodem varieert van pikzwart tot oranjerood en wit, en is bedekt met onder andere methaanijs en wandelende stikstofgletsjers. Bovendien spuwen zogeheten cryovulkanen en geisers waarschijnlijk een soort ijsgruis uit.
Pluto verandert van gezicht
De sonde New Horizons heeft vastgesteld dat Pluto geologisch actief is. Metingen tonen aan dat onder het ijs waarschijnlijk een gigantische zee schuilgaat.
Na de ontdekkingen van de New Horizons erkent de IAU dat Pluto een veel interessanter planeet is dan gedacht. Maar volgens de organisatie toont dit alleen maar aan dat dwergplaneten geologisch net zo boeiend kunnen zijn als echte planeten, en ze handhaaft haar huidige planeetdefinitie.
Planeetconcept ligt niet vast
Volgens de IAU-definitie is de aarde een planeet, net als Mercurius, Mars, Venus, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus, omdat ze hun banen vrijgemaakt hebben van kleinere objecten, behalve natuurlijke satellieten zoals manen.
De volgende in de IAU-hiërarchie zijn de dwergplaneten in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter – naast Pluto bijvoorbeeld de 940 kilometer grote Ceres, die bij de ontdekking in 1801 als planeet beschouwd werd.
De laatste in de rangorde zijn de kleinere hemellichamen, zoals planetoïden en kometen, maar geen manen.
Volgens Philip Metzger en zijn team is het lastig om hemellichamen in hokjes te stoppen voordat we ze wetenschappelijk doorgrond hebben. Ze moeten ingedeeld worden op een manier die ruimte laat voor nieuwe inzichten en veranderende meningen.
Dit is vooral belangrijk nu telescopen steeds meer planeten rond andere sterren ontdekken, ofwel exoplaneten. Tot nu toe hebben astronomen zeker 4000 exoplaneten gevonden.
‘We weten maar weinig over exoplaneten en we zitten in een periode waarin we nog maar net nieuwe gegevens over ze krijgen. We moeten ons niet vastpinnen op een bepaalde indeling,’ vindt Philip Metzger.
We kunnen met veel meer zekerheid stellen dat exoplaneten geologisch complexe werelden zijn dan dat ze hun baan hebben vrijgemaakt. Planeetwetenschapper Philip Metzger
Hij wijst er bijvoorbeeld op dat de zwaartekracht van een passerende ster een zonnestelsel kan verstoren, waardoor de voorheen schone banen van planeten nu niet meer vrij zijn.
Is de maan een planeet?
Behalve dwergplaneten als Pluto en manen als Enceladus valt ook onze eigen maan onder Metzgers nieuwe planeetdefinitie.
Onderzoek uit 2019 op basis van seismografische gegevens van de Apollomissies toont aan dat sommige van de geregistreerde aardbevingen op de maan veroorzaakt kunnen zijn door breuklijnen – breukzones in de maanbodem – die nu nog actief zijn.
Als dit het geval is, is de maan niet zomaar een dode steen in een baan om de aarde, maar kan hij geologisch actiever zijn dan we dachten. En misschien verdient hij daarom de titel ‘planeet’ – net als Pluto en honderden andere onbegrepen hemellichamen.