Voordat de aarde en de andere planeten in ons zonnestelsel ontstonden, had de zon waarschijnlijk reusachtige ringen van stof, zoals de planeet Saturnus. Dit is de bevinding van een nieuw Amerikaans onderzoeksproject van Rice University in Houston, Texas.
Volgens de onderzoekers hebben we het aan de ringen te danken dat de aarde bestaat – en dat de aarde geen zogeheten superaarde is geworden, een grote en zware rotsplaneet die tweemaal zo groot is als de aarde en tot 10 keer zo veel massa heeft als de aarde.
Astronomen hebben superaardes gevonden rond circa 30 procent van de zonachtige sterren in ons sterrenstelsel. Naar aanleiding daarvan is dit onderzoeksproject opgezet.
De onderzoekers vroegen zich af waarom superaardes niet in ons zonnestelsel voorkomen, terwijl er buiten ons zonnestelsel zo veel van zijn.
Computersimulatie geeft het antwoord
Om het antwoord op deze vraag te vinden, maakten de onderzoekers van Rice University een computersimulatie van de gebeurtenis waarbij ons zonnestelsel zo’n 4,6 miljard jaar geleden zou zijn gevormd.
Het ging om de instorting van een reusachtige stofwolk die bekendstaat als de zonnenevel, en die het beginpunt was van de vorming van de zon en planeten van ons zonnestelsel.
De simulatie suggereerde dat de gebeurtenis er onder andere toe heeft geleid dat de zon omringd werd door drie hogedrukgebieden van gas en stof, waaruit uiteindelijk de planeten ontstonden die we nu kennen.
Foto van de telescoop Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), waarop de ringen rond HD163296 te zien zijn.
De hogedrukgebieden ontstonden doordat het krachtige gravitatieveld van de jonge zon snel stof en deeltjes heeft aangezogen en verhit.
Door de hitte van de zon zijn uit het stof en de deeltjes grote hoeveelheden gassen en dampen vrijgekomen, die ringen rond de zon zijn gaan vormen – de binnenste van verdampte silicaten, de volgende van verdampt water uit ijs en de laatste en buitenste van koolmonoxide.
Deze ringen werkten als barrières waar stof en deeltjes niet doorheen konden komen.
Ringen werden planeetfabrieken
Materiaal dat door de binnenste ring wordt opgevangen heeft de schepping van de vier binnenste planeten – Mercurius, Venus, aarde en Mars – mogelijk gemaakt, terwijl de middelste ring Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus heeft voortgebracht. De laatste ring veranderde in de Kuipergordel met zijn vele kometen en planetoïden, zo blijkt uit de simulatie van de wetenschappers.
Dit gebeurde toen de stofdeeltjes uiteindelijk zo’n lage temperatuur bereikten dat er een gigantische opeenhoping van zogeheten planetesimalen op gang kwam, stofdeeltjes ter grootte van planetoïden die zich verzamelden en de planeten van ons zonnestelsel begonnen te vormen.
Zonder de hogedrukgebieden zou de zon de deeltjes vrij snel hebben aangezogen en geabsorbeerd, wat de vorming van de aarde zou hebben voorkomen.