De oorsprong van ons zonnestelsel

Een van de meest gestelde vragen van astronomen is: hoe zijn onze zon en planeten hier terechtgekomen? Het is een goede vraag die onderzoekers beantwoorden als ze het zonnestelsel verkennen. Er is geen tekort aan theorieën over de geboorte van de planeten door de jaren heen. Dit is niet verwonderlijk gezien het feit dat de aarde eeuwenlang werd beschouwd als het centrum van het hele universum, en niet te vergeten ons zonnestelsel. Uiteraard leidde dit tot een verkeerde beoordeling van onze oorsprong. Sommige vroege theorieën suggereerden dat de planeten uit de zon werden gespuugd en gestold. Anderen, minder wetenschappelijk, suggereerden dat een godheid het zonnestelsel eenvoudig uit het niets creëerde in slechts een paar "dagen". De waarheid is echter veel spannender en is nog steeds een verhaal dat wordt ingevuld met observatiegegevens. 

Naarmate ons begrip van onze plaats in de Melkweg is gegroeid, hebben we de vraag naar ons begin opnieuw geëvalueerd. Maar om de ware oorsprong van het zonnestelsel te identificeren, moeten we eerst de voorwaarden identificeren waaraan een dergelijke theorie zou moeten voldoen.

Eigenschappen van ons zonnestelsel

Elke overtuigende theorie over de oorsprong van ons zonnestelsel moet de verschillende eigenschappen daarin adequaat kunnen verklaren. De primaire voorwaarden die moeten worden verklaard, zijn onder meer:

• De plaatsing van de zon in het midden van het zonnestelsel.
• De processie van de planeten rond de zon tegen de klok in (gezien vanaf de noordpool van de aarde).
• De plaatsing van de kleine rotsachtige werelden (de aardse planeten) het dichtst bij de zon, met de grote gasreuzen (de Joviaanse planeten) verder weg.
• Het feit dat alle planeten rond dezelfde tijd als de zon lijken te zijn gevormd.
• De chemische samenstelling van de zon en planeten.
• Het bestaan ​​van kometen en asteroïden.

Een theorie identificeren

De enige theorie die tot nu toe aan alle hierboven genoemde eisen voldoet, staat bekend als de zonneneveltheorie. Dit suggereert dat het zonnestelsel zijn huidige vorm heeft bereikt na het instorten van een moleculaire gaswolk ongeveer 4,568 miljard jaar geleden.

In wezen werd een grote moleculaire gaswolk, met een diameter van enkele lichtjaren, verstoord door een gebeurtenis in de buurt: een supernova-explosie of een passerende ster die een zwaartekrachtstoornis veroorzaakte. Deze gebeurtenis zorgde ervoor dat delen van de wolk samen begonnen te klonteren, waarbij het middelste deel van de nevel de dichtste was en instortte in een enkelvoudig object.

Met meer dan 99,9% van de massa begon dit object zijn reis naar sterrenhemel door eerst een protostar te worden. In het bijzonder wordt aangenomen dat het behoorde tot een klasse sterren bekend als T Tauri-sterren. Deze pre-sterren worden gekenmerkt door omringende gaswolken die pre-planetaire materie bevatten met het grootste deel van de massa in de ster zelf.

De rest van de materie in de omringende schijf leverde de fundamentele bouwstenen voor de planeten, asteroïden en kometen die zich uiteindelijk zouden vormen. Ongeveer 50 miljoen jaar nadat de eerste schokgolf de instorting veroorzaakte, werd de kern van de centrale ster heet genoeg om kernfusie te ontsteken. De fusie leverde voldoende warmte en druk op om de massa en zwaartekracht van de buitenste lagen in evenwicht te brengen. Op dat moment was de babyster in hydrostatisch evenwicht en was het object officieel een ster, onze zon.

In het gebied rond de pasgeboren ster botsten kleine, gloeiende bollen materiaal samen om steeds grotere "wereldjes" te vormen, planetesimals genoemd. Uiteindelijk werden ze groot genoeg en hadden ze genoeg 'zelfzwaartekracht' om bolvormen aan te nemen. 

Naarmate ze groter en groter werden, vormden deze planetesimals planeten. De innerlijke werelden bleven rotsachtig terwijl de sterke zonnewind van de nieuwe ster veel van het nevelgas naar koudere gebieden voerde, waar het werd gevangen door de opkomende Joviaanse planeten. Tegenwoordig zijn er nog enkele overblijfselen van die planetesimals, sommige als Trojaanse asteroïden die in een baan rond hetzelfde pad van een planeet of maan draaien.

Uiteindelijk nam deze toename van materie door botsingen af. De nieuw gevormde verzameling planeten nam stabiele banen aan, en sommige migreerden naar het buitenste zonnestelsel. 

Is de zonneneveltheorie van toepassing op andere systemen?

Planetaire wetenschappers hebben jarenlang een theorie ontwikkeld die overeenkomt met de observatiegegevens voor ons zonnestelsel. De balans tussen temperatuur en massa in het binnenste zonnestelsel verklaart de opstelling van werelden die we zien. De actie van planeetvorming beïnvloedt ook hoe planeten zich vestigen in hun laatste banen, en hoe werelden worden gebouwd en vervolgens gewijzigd door voortdurende botsingen en bombardementen.

Als we echter andere zonnestelsels observeren, zien we dat hun structuren enorm variëren. De aanwezigheid van grote gasreuzen in de buurt van hun centrale ster komt niet overeen met de theorie van de zonnenevel. Het betekent waarschijnlijk dat er enkele meer dynamische acties zijn waar wetenschappers geen rekening mee hebben gehouden in de theorie. 

Sommigen denken dat de structuur van ons zonnestelsel uniek is en een veel stijvere structuur bevat dan anderen. Uiteindelijk betekent dit dat de evolutie van zonnestelsels misschien niet zo strikt is gedefinieerd als we ooit dachten.