Saturnus avondster   –   SterHemel  app  MijnHemel   –   Hemel vannacht   –   Weer   –   Meer vragen over planeten   –   FAQ   –   De Planeten   –   Op/onder   –   Zon en Maan   –   Astrokalender   –   Hemelkaart   –   Maanfasekalender    

Hoe is ons zonnestelsel ontstaan? Waardoor bewegen alle planeten in één vlak? 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? Het ontstaan van een planetenstelsel Een ster, en daarmee naar gedacht vaak een zonnestelsel of, meer algemeen, een planetenstelsel, ontstaat inderdaad uit een driedimensionale 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 nettorotatie 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 twee 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 nettorotatie 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 driedimensionale gaswolk zal dus door de rotatie afplatten tot een gas- en stofschijf, meer tweedimensionaal 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. Deze stofschijven worden ook inderdaad bij andere (jonge) sterren waargenomen, een sterke aanwijzing dat planeetvorming mogelijk een algemeen verschijnsel is. Het meest bekende voorbeeld is de stofschijf om de ster β (bèta) Pictoris. Deze ster is qua eigenschappen vergelijkbaar met de Zon, maar is pas kort geleden ontstaan en dus nog jong (Figuur 2). 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. Het ontstaan van planeten In de stofschijf rond een jonge ster zullen gebieden voorkomen waar het stof en gas wat dichter zijn dan gemiddeld. Doordat zich hier meer materie bevindt, is de zwaartekracht er wat hoger, zodat materie uit de omgeving zal worden aangetrokken en de klomp verder zal samentrekken. Hierdoor is er nog meer materie, meer zwaartekracht, meer aantrekking, enzovoorts. We denken dat deze klompen al het stof, gas en andere samenklonteringen uit hun omgeving aantrekken. Als er op deze manier voldoende materie is samengekomen, kan zich daaruit een planeet vormen. Het ontstaan van een planeet lijkt hiermee een beetje op het ontstaan van de Zon, maar dan op kleinere en veel lichtere schaal. De klomp zal roteren, deze keer niet in een toevallige richting, maar in hetzelfde vlak als het planetenstelsel waarin het zich bevindt. De klomp wordt hierdoor een tweedimensionaal schijfje. Wanneer er voldoende materie is kan zich in het centrum van de schijf de planeet vormen, met daaromheen manen en/of ringen. Je kunt Figuur 1c dus opnieuw bekijken, maar nu met als bijschrift: “In het centrum ontstaat een planeet, om de planeet ontstaat een stelsel van manen en/of ringen.” Het vlak waarin de planeet om zijn as draait is dan ongeveer hetzelfde als het vlak waarin de manen en ringen cirkelen. Op deze manier zijn de Aarde en de andere planeten uit ons zonnestelsel ontstaan, en zullen ook exoplaneten bij andere sterren gevormd zijn. Zie ook het antwoord op de vraag Waardoor draait de Aarde? Doordat binnenin de grote stof- en gasschijf de jonge ster aan het stralen is geslagen, zal zijn felle licht de gasdeeltjes, die lichter zijn dan de stofdeeltjes, en de lichtste stofdeeltjes verder naar buiten in de schijf ‘vegen’. We verwachten dat er zich hierdoor dicht bij de ster minder materie bevindt dan verder van de ster, waardoor de planeten dicht bij de ster lichter zijn dan de planeten die verder van de ster ontstaan. Ook zou dit betekenen dat zich dichtbij de ster nauwelijks gas bevindt en vooral stof, terwijl er verder van de ster ook veel gas aanwezig is. Dit is waarschijnlijk de reden dat de planeten die dicht bij de Zon staan (Mercurius, Venus, de Aarde en Mars) kleine, lichte rotsplaneten zijn; ze zijn voor een groot deel gevormd uit de geringe hoeveelheid overgebleven stof. De planeten verder van de Zon (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) zijn veel zwaarder en bestaan voor een groot deel uit gas — de zogenaamde gasplaneten. Zie ook: Hoe is de Zon ontstaan? Waardoor draait de Aarde? Hoe ontstaan, leven en eindigen sterren? Vannacht aan de hemel: Maan, planeten en deepsky-objecten De planeten Opkomst en ondergang van de planeten Posities en andere gegevens voor de planeten Planeetverschijnselen Tabellen met planeetgegevens Jaarlijkse meteorenzwermen Welke kometen zijn er op dit moment zichtbaar? Gegevens van planetoïden             Tweet     @hemel_waarnemen volgen

Saturnus avondster   –   SterHemel  app  MijnHemel   –   Hemel vannacht   –   Weer   –   Meer vragen over planeten   –   FAQ   –   De Planeten   –   Op/onder   –   Zon en Maan   –   Astrokalender   –   Hemelkaart   –   Maanfasekalender