Is ons zonnestelsel uit een 2 of 3-dimensionale wolk van materie ontstaan? In heel wat wetenschappelijke TV-programma's ziet men animaties van het ontstaan van ons zonnestelsel. Wat mij treft is dat men steeds van een 'platte' schijf materie - gassen vertrekt. Is het niet logischer te veronderstellen dat deze gassen een 3-dimensionaal systeem vormden? Geen platte schijf maar een bol dus?

Een ster, en daarmee naar gedacht vaak een planetenstelsel, ontstaat inderdaad uit een drie-dimensionale gaswolk, dus min-of-meer bolvormig. Zo'n gaswolk is meestal een verdichting binnen een veel grotere gaswolk. (zie: Hoe is de zon ontstaan?). Door de zwaartekracht trekt deze wolk samen, waardoor de dichtheid en temperatuur enorm toenemen. Als alleen de zwaartekracht een rol zou spelen, zou de wolk bolvormig blijven. De gasdeeltjes in een wolk hebben echter willekeurige bewegingen. Wanneer je al deze bewegingen optelt, zal over het algemeen blijken dat de gaswolk als geheel een netto-rotatie heeft. Deze rotatie is maar heel minimaal en speelt aanvankelijk geen enkele rol. Wanneer de gaswolk onder zijn eigen zwaartekracht gaat samentrekken, neemt de rotatie echter fors toe. Dit is hetzelfde effect als dat van een draaiende ijsdanser die haar of zijn armen naar zich toe trekt: de ijsdanser wordt 'smaller' en gaat sneller draaien. Waar de ijsdanser typisch minder dan een factor 2 smaller wordt en dus ongeveer tweemaal zo snel gaat draaien, wordt een samentrekkende gaswolk in de orde van een miljoen of meer keer kleiner en gaat dus veel sneller draaien dan de vrijwel onmeetbare netto-rotatie aan het begin. Door deze rotatie wordt een middelpuntvliedende kracht veroorzaakt. Deze kracht ligt in het vlak van de rotatie en is naar buiten gericht, dus van de rotatie-as af. Vergelijk dit met het bekende voorbeeld van de emmer water die snel wordt rondgedraaid: het water wil weg van de rotatie-as (in dat geval de schouder van de persoon die de emmer ronddraait). Hoe sneller er wordt gedraaid, des te sterker is deze kracht. Als er voldoende snel wordt gedraaid, zal de middelpuntvliedende kracht dus sterker zijn dan de zwaartekracht, met als gevolg dat het water in de emmer blijft wanneer deze ondersteboven komt te hangen. Het gevolg van de middelpuntvliedende kracht voor de gaswolk is dat deze wel langs de rotatie-as kan samentrekken, maar niet (of minder) in het vlak van de rotatie. De oorspronkelijk drie-dimensionale gaswolk zal dus door de rotatie afplatten tot een gas- en stofschijf, meer twee-dimensionaal dus (Figuur 1).

Figuur 1: Het ontstaan van een planetenstelsel om een ster. a) Een min-of-meer bolvormige verdichting trekt samen en gaat sneller roteren. b) Door de rotatie vlakt de verdichting af en vormt een schijf. c) In het centrum ontstaat een ster, om de ster ontstaat een planetenstelsel.

Figuur 2: De stofschijf rond de ster β Pictoris. Het felle licht van de ster zelf, in het midden van de figuur, is tegengehouden om de veel zwakkere schijf beter te kunnen zien. Asymmetrieën (afwijkingen t.o.v. de gestreepte lijn) in de schijf duiden op (de vorming van) planeten.