Meer informatie over de Synestia-fase van de vorming van een planeet

Lang geleden, in een nevel die niet meer bestaat, werd onze pasgeboren planeet getroffen met een gigantische impact zo energiek dat het een deel van de planeet en het botslichaam smolt en een draaiende gesmolten bol creëerde. Die wervelende schijf van heet gesmolten gesteente draaide zo snel dat het van buitenaf moeilijk zou zijn geweest om het verschil te zien tussen de planeet en de schijf. Dit object wordt een "synestie" genoemd en begrijpen hoe het is ontstaan, kan leiden tot nieuwe inzichten in het proces van planetaire vorming.

De synestia-fase van de geboorte van een planeet klinkt als iets uit een rare sciencefictionfilm, maar het kan een natuurlijke stap zijn in de vorming van werelden. Het gebeurde hoogstwaarschijnlijk verschillende keren tijdens het geboorteproces voor de meeste planeten in ons zonnestelsel, met name de rotsachtige werelden van Mercurius, Venus, Aarde en Mars. Het maakt allemaal deel uit van een proces dat "accretion" wordt genoemd, waarbij kleinere brokken rots in een planetaire geboortecrèche een protoplanetaire schijf worden genoemd die tegen elkaar wordt geslagen om grotere objecten te maken die planetesimals worden genoemd. De planetesimals crashten samen om planeten te maken. De botsingen geven enorme hoeveelheden energie af, wat zich vertaalt in voldoende warmte om rotsen te smelten. Naarmate de werelden groter werden, hielp hun zwaartekracht hen bij elkaar te houden en speelde uiteindelijk een rol bij het "afronden" van hun vormen. Kleinere werelden (zoals manen) kunnen ook op dezelfde manier worden gevormd.

Aarde en haar Synestia-fasen

Het proces van aangroei in planetaire vorming is geen nieuw idee, maar het idee dat onze planeten en hun manen de draaiende gesmolten glob-fase hebben doorgemaakt, waarschijnlijk meer dan eens, is een nieuwe rimpel. De vorming van een planeet duurt miljoenen jaren, afhankelijk van vele factoren, waaronder de grootte van de planeet en hoeveel materiaal er in de geboortewolk zit. De aarde heeft waarschijnlijk minstens 10 miljoen jaar nodig gehad om zich te vormen. Het geboortewolkproces was, zoals de meeste geboorten, rommelig en druk. De geboortewolk was gevuld met rotsen en planesimals botsen voortdurend met elkaar als een enorm spelletje biljart gespeeld met rotsachtige lichamen. Eén botsing zou anderen in beweging zetten en materiaal door de ruimte sturen.

Grote botsingen waren zo gewelddadig dat elk van de lichamen die botsten zou smelten en verdampen. Omdat deze bollen ronddraaiden, zou een deel van hun materiaal een ronddraaiende schijf (zoals een ring) rond elk botslichaam creëren. Het resultaat ziet eruit als een donut met een vulling in het midden in plaats van een gat. Het centrale gebied zou het botslichaam zijn, omringd door gesmolten materiaal. Dat 'tussenliggende' planetaire object, de synestia, was een fase. Het is zeer waarschijnlijk dat baby Aarde enige tijd heeft doorgebracht als een van deze draaiende, gesmolten objecten.

Het blijkt dat veel planeten dit proces hadden kunnen doorlopen tijdens hun vorming. Hoe lang ze zo blijven, hangt af van hun massa, maar uiteindelijk koelen de planeet en zijn gesmolten bol materiaal af en vestigen zich terug in een enkele, afgeronde planeet. De aarde heeft waarschijnlijk honderd jaar in de synestiefase doorgebracht voordat ze afkoelde.

Het zonnestelsel van de baby werd niet rustiger nadat de babyaarde was gevormd. Het is mogelijk dat de aarde verschillende synestieën doormaakte voordat de definitieve vorm van onze planeet verscheen. Het hele zonnestelsel maakte periodes van bombardmenet door die kraters achterlieten op de rotsachtige werelden en manen. Als de aarde meerdere keren door grote botslichamen zou worden getroffen, zouden er meerdere synestieën plaatsvinden.

Lunaire implicaties

Het idee van een synestie komt van wetenschappers die werken aan het modelleren en begrijpen van de vorming van de planeten. Het kan een andere stap in planetaire vorming verklaren en kan ook een aantal interessante vragen over de maan en hoe deze werd gevormd, oplossen. Vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel stortte een object ter grootte van een Mars, Theia, tegen de baby Aarde. De materialen van de twee werelden vermengden zich, hoewel de crash de aarde niet vernietigde. Het puin schopte uit de botsing uiteindelijk samengevoegd om de maan te creëren. Dat verklaart waarom de maan en de aarde nauw verwant zijn in hun samenstelling. Het is echter ook mogelijk dat na de botsing een synestie ontstond en onze planeet en zijn satelliet beide afzonderlijk samenvloeiden, terwijl de materialen in de synestia-donut werden afgekoeld.

De synestia is echt een nieuwe klasse van objecten. Hoewel astronomen er nog geen hebben waargenomen, zullen de computermodellen van deze tussenstap in de planeet- en maanformatie hen een idee geven waar ze op moeten letten bij het bestuderen van planetaire systemen die zich momenteel in ons sterrenstelsel vormen. Ondertussen gaat de zoektocht naar pasgeboren planeten door.