planetweb.nl - een actuele nieuwssite over sterrenkunde, de planeten en de ruimtevaart.

De raadsels van het buitenzonnestelsel

Door Olaf van Kooten op 01 januari 2008 | Gearchiveerd in Pluto en verder | Bron: SPACE.com |

De buitenste regionen van het zonnestelsel worden nog niet goed begrepen en blijken vol raadsels te zitten. Het oplossen van deze raadsels zal leiden tot een beter begrip van het ontstaan van het zonnestelsel en kan zelfs meer duidelijkheid verschaffen over het ontstaan van het leven op aarde. Wetenschappers proberen de geheimen van het buitenzonnestelsel te ontraadselen, maar zullen nog een lange weg te gaan hebben.

De vele kleuren van de Kuipergordel

De Kuipergordel is de gordel van ijzige objecten voorbij de omloopbaan van Neptunus. Deze “asteroïdengordel van ijs” vormt de vermoedelijke bron van de kortperiodieke kometen – kometen die slechts enkele tientallen jaren nodig hebben om hun omloopbaan te voltooien. De objecten in de Kuipergordel laten verrassend genoeg een grote verscheidenheid aan kleuren zien – van enigszins blauw tot behoorlijk rood.

De kleur van een object vormt vaak een aanwijzing voor de chemische samenstelling van het oppervlak. Het blijft voorlopig een mysterie waarom objecten in de Kuipergordel een veel grotere verscheidenheid aan kleuren kennen dan asteroïden en kometen. Enkele wetenschappers suggereren dat vulkanische activiteit de bron van deze kleuren vormt – maar de meeste objecten in de Kuipergordel zijn hier veel te klein voor.

Een alternatieve theorie stelt dat kosmische straling ervoor kan zorgen dat objecten in de Kuipergordel steeds roder worden. Toch weet geen enkele wetenschapper het definitieve antwoord op de vraag en blijft het voorlopig een raadsel waarom de Kuipergordel zo “rood” is.

In de Kuipergordel bestaan ook objecten die “superrood” zijn. Deze vorm van rood is in het binnenzonnestelsel geheel afwezig, zelfs op de kometen die geacht worden hun bron in de Kuipergordel te hebben. Wellicht wordt deze superrode materie instabiel bij de hogere temperaturen nabij de zon. De rode kleur suggereert dat deze substantie deels uit organische moleculen moet bestaan. Kometen en overige planetoïden worden geacht om organische moleculen op aarde gebracht te hebben.

Is de Kuipergordel gekrompen?

Theoretische berekeningen suggereren dat de totale massa van de Kuipergordel ooit veel hoger moet zijn geweest en dat het later 99% tot 99,9% van zijn massa is kwijtgeraakt. De grote vraag is natuurlijk: waar is deze massa gebleven en wanneer is dit gebeurd?

Een mogelijke verklaring wordt gevormd door een theorie die stelt dat de vier reuzenplaneten vier miljard jaar geleden aan de wandel zijn gegaan. De migratie van Jupiter en Saturnus heeft geleidt tot een krachtige zwaartekrachtresonantie, waardoor Uranus en Neptunus naar buiten zijn geslingerd en mogelijk zelfs van plaats zijn verwisseld. Dit heeft geleidt tot enorme zwaartekrachtverstoringen in de Kuipergordel, waardoor een groot deel van de Kuipergordel het zonnestelsel is uitgeslingerd.

Een alternatieve theorie stelt dat objecten in de Kuipergordel elkaar simpelweg in de loop van de tijd verpulverd hebben en dat dit stof later is meegenomen door de zonnewind. Er bestaat ook een mogelijkheid dat de wetenschappers bij hun berekeningen een cruciale factor over het hoofd hebben gezien – dat betekent dat de conclusie dat de Kuipergordel ernstig verdund is volledig onjuist zou kunnen zijn.

De geheimen van de Oortwolk

De Oortwolk is een vergelegen reservoir van biljoenen kometen. Theoretisch gezien zou de Oortwolk zich uit kunnen strekken tot een afstand van 100.000 AU tot de zon (1 AU is de afstand tussen de zon en de aarde) – dat komt overeen met ¼ de afstand tot de dichtstbijzijnde ster!

Het bestaan van de Oortwolk is afgeleidt uit de vele langperiodieke kometen die van tijd tot tijd het binnenzonnestelsel doorkruisen. Deze kometen hebben vaak eeuwen tot millennia nodig om één omloopbaan te voltooien. Aangezien deze langperiodieke kometen uit alle richtingen kunnen komen, zou de hypothetische bron van deze kometen sfeervormig moeten zijn.

Er bestaan echter ook kometen die zeker niet afkomstig zijn uit de Kuipergordel, maar die aan de hand van hun omloopbanen ook niet afkomstig kunnen zijn vanuit een sfeervormige Kuipergordel. De komeet van Halley is een goed voorbeeld van een komeet uit deze categorie. Dat betekent dat er een donutvormige “binnenste Oortwolk” zou kunnen bestaan.

Zijn er meer dwergplaneten?

Tot nu toe heeft de wetenschap drie dwergplaneten geïdentificeerd: Ceres, Pluto en Eris. Wetenschappers vermoeden dat de Kuipergordel nog eens 200 dwergplaneten zou kunnen herbergen. Wetenschappers hebben echter geen idee wat zich voorbij de Kuipergordel bevindt. Objecten op deze afstand zijn nooit waargenomen, aangezien ze uiterst lichtzwak zullen zijn.

Dat hoeft niet te betekenen dat deze objecten niet bestaan. Sterker nog: het gebied voorbij de klassieke Kuipergordel zou honderden tot duizenden dwergplaneten kunnen herbergen! Zelfs een object ter grootte van Mars zou op deze afstand verborgen kunnen blijven. Toekomstige projecten, zoals Pan-STARRS en LSST, zullen dit hiaat in onze kennis echter binnen tien jaar gaan opvullen.

Waar komen dwergplaneten vandaan?

Berekeningen van de huidige omloopbanen van enkele objecten in de Kuipergordel doen suggereren dat een deel van de ijsdwergen ontstaan zijn in het binnenzonnestelsel. Als dat inderdaad het geval is, hoe komt het dan dat deze objecten tegenwoordig met ijs bedekt zijn? Objecten in het binnenzonnestelsel worden namelijk geacht hun ijs te verliezen als gevolg van het zonlicht.

Blijkbaar zijn sommige dwergplaneten gedurende hun reis richting het buitenzonnestelsel met ijs bedekt geraakt, maar wetenschappers weten niet goed hoe dit ijs hier terecht is gekomen. Wellicht dat cryovulkanisme hiervoor verantwoordelijk kan zijn, maar deze verklaring wordt door veel astronomen weer in twijfel getrokken. Het buitenzonnestelsel is voorlopig niet van plan om al zijn geheimen prijs te geven!

Wat bevindt zich in het buitenzonnestelsel? Een nieuwe planeet? Wetenschapsjournalist Govert Schilling zet de jacht naar de nieuwe planeet in zijn nieuwe boek de jacht op planeet X op een geweldige manier uiteen!