Neptunus-planeetta löydettiin vuonna 1846. Tämän jälkeen monet ajattelivat, että Neptunusta kauempana Auringosta olevia planeettoja voisi olla muitakin. 1900-luvun alussa Percival Lowell totesi, että on oltava toinenkin planeetan kaltainen kappale, joka on kauempana kuin Neptunus. Lowell sanoi, että tällainen planeetan kaltainen kappale voisi selittää joitakin epäsäännöllisyyksiä kaasujättiläisten, erityisesti Uranuksen ja Neptunuksen, kiertoradoissa. Suuren, näkymättömän yhdeksännen planeetan painovoima olisi voinut häiritä Uranusta tarpeeksi selittääkseen epäsäännöllisyydet. Hän antoi sille nimeksi "planeetta X".

Lowellin etsimä "planeetta X" oli pitkään tähtitieteen keskustelun aihe. Hän perusti Lowell-observatorion ja käynnisti järjestelmällisen etsinnän, mutta ei itse löytänyt uutta planeettaa. Myöhemmin vuonna 1930 Clyde Tombaugh observatoriosta löysi taivaankappaleen, jonka nimettiin Plutoksi. Alkuvuosina Plutoa pidettiin usein Lowellin etsimänä planeettana, mutta myöhemmin selvisi, että Pluto on hyvin pieni verrattuna Uranukseen ja Neptunukseen eikä pysty selittämään havaittuja kiertoradan epäsäännöllisyyksiä.

Transneptuniset kappaleet ja Kuiperin vyöhyke

20. vuosisadan jälkipuoliskolla ja 1990-luvulta eteenpäin havaittiin yhä enemmän Auringosta Neptunusta kauempana olevia pienempiä kappaleita. Tällaiset kohteet luokitellaan yleisesti transneptunisiksi kappaleiksi (TNO, engl. trans-Neptunian objects). Niitä esiintyy eri ryhmissä:

  • Kuiperin vyöhykkeen klassiset kappaleet (esim. Plutinoissa ne voivat olla resonanssissa Neptunuksen kanssa)
  • Resonanttiset kappaleet (kuten Pluto, joka on 2:3-resonanssissa Neptunuksen kanssa)
  • Siirretyn levyn (scattered disc) kappaleet, joilla on hyvin eksentriset ja kauas ulottuvat radat
  • Irrotetut (detached) objektit, kuten Sedna, joiden radat näyttävät olevan vain vähän Neptunuksen vaikutuksen alaisia

Merkittäviä löydöksiä 2000-luvulla olivat muun muassa Eris, joka paljasti Pluton kaltaisten kappaleiden olevan melko yleisiä, sekä useita muita suuria kääpiöplaneettoja kuten Makemake ja Haumea. Vuoden 2006 Kansainvälinen tähtitieteen unioni (IAU) määritteli planeetan käsitteen uudelleen, minkä seurauksena Pluto siirtyi virallisesti kääpiöplaneettojen ryhmään.

Uusi "Planeetta X" — Planeetta Yhdeksän -hypoteesi

Viime vuosikymmeninä jotkin tutkijat ovat ehdottaneet, että tietyt etäisten TNO:iden radan ominaisuudet — esimerkiksi pitkäkestoiset, samansuuntaiset eksentriset radat — voisivat selittyä massiivisen, vielä havaitsemattoman kohteen olemassaololla. Vuonna 2016 Konstantin Batygin ja Michael E. Brown esittivät hypoteesin mahdollisesta Planeetta Yhdeksästä, joka olisi useita Maan massoja ja kiertäisi Auringosta hyvin kaukana. Tällainen planeetta voisi selittää etäisten objektien järjestäytyneisyyttä ja radankallistuksia.

On kuitenkin tärkeää huomata, että vaihtoehtoisia selityksiä on tarjolla: havaintovalinnat, pienimuotoiset ja pitkäaikaiset dynamiikan ilmiöt tai useiden pienempien kappaleiden yhteisvaikutukset voivat osittain tuottaa samanlaisia radan piirteitä. Lisäksi infrapuna- ja taivaanlaajakuvatutkimukset kuten WISE ovat rajoittaneet hyvin suurten kaasujättiläisten mahdollisuutta lähempänä Auringkoa, vaikka muutamien Maan- tai Neptunuksen massaa vastaavien kohteiden olemassaolo kauempana voi yhä olla mahdollinen.

Miten etsitään ja miten tilanne etenee?

Transneptunisten kappaleiden ja mahdollisen suuren kaukaisen planeetan etsiminen tapahtuu useilla tavoilla:

  • Pinnanpintaiset taivaanlaajatutkimukset, jotka kuvaavat suuria alueita syvältä (esim. Pan-STARRS, ja tulevaisuudessa Vera C. Rubin -observatorion LSST),
  • infrapuna- ja radio-observaatiot, jotka voivat löytää himmeästi hehkuvia ja kylmiä kappaleita,
  • tähtien himmenemishaamurajaukset (occultation-tutkimukset), jotka paljastavat pieniä kappaleita kulkiessaan tähden editse,
  • dynaamiset analyysit ja simulaatiot, joissa tutkitaan, mitä masso- ja ratajärjestelyjä havaittu TNO-järjestys voisi vaatia.

Tutkimus jatkuu aktiivisesti. Tulevat suuret taivaankartoitukset ja yhä herkempien havaintolaitteiden käyttö kasvattavat mahdollisuuksia löytää kaukaisia, himmeitä kappaleita tai kumota suuren planeetan olemassaolo lopullisesti.

Yhteenvetona: historiallinen käsite "planeetta X" syntyi ajatuksesta, että tuntemattoman massan painovoima selittäisi kaasujättiläisten kiertoratojen pienet epäsäännöllisyydet. Pluto oli aluksi lupaava ehdokas, mutta osoittautui liian pieneksi. Nykyinen keskustelu keskittyy laajaan transneptuniseen alueeseen, sen runsauteen ja dynamiikkaan sekä siihen, voiko siellä olla vielä löydettävissä suuri, kaukainen planeetta — vai selittyvätkö havaitut ilmiöt muilla tavoilla. Tutkimus jatkuu, ja uudet havainnot tulevina vuosina antavat lisää vastauksia.