Blog : Geef me de ruimte (6)

Het ontstaan van ons zonnestelsel

In het vorige Blog hebben we gezien hoe elementen vanaf helium tot en met ijzer gedurende de totale levensfase van een ster gevormd worden. Als de ster dan zwaar genoeg is, kan dit bij het bereiken van z’n levenseinde leiden tot een supernova. Bij deze enorm vreselijke explosie worden veel van de overige elementen die we op de aarde kennen, zelfs lood, goud en uranium gevormd. Deze worden dan het heelal in geblazen en maken mogelijk weer onderdeel uit van een enorme gaswolk waaruit een nieuwe ster wordt geboren. Opgemerkt moet worden dat deze hoeveelheid zware elementen slechts een zeer kleine fractie vormt van de totale gaswolk. In Blog 3 is het proces besproken hoe deze gaswolk van vele lichtjaren in diameter verandert in een “Protoster” met een diameter van ‘slechts’ miljoenen kilometers met daarom een platte ring van koelere materie die de  ‘protoplanetaire schijf’ genoemd wordt. Deze koelere materie is een combinatie van gas en stof.

Doordat de schijf met hoge snelheid roteert, botsen allerlei stofdeeltjes met elkaar, gaan klitten en worden grotere stofdeeltjes. Na verloop van tijd ontstaan massaconcentraties, ‘planetesimalen’ genoemd, bestaande uit metalen, steen of ijs. Door de zwaartekracht van de jonge ster bevinden de zwaarste planetesimalen zich aan de binnenkant van de schijf. De lichtere planetesimalen voornamelijk bestaande uit gasdeeltjes zien we terug aan buitenkant van de schijf. Dit is zoals we later zullen zien geheel in overeenstemming met de planeten in ons zonnestelsel. De planetesimalen hebben een grootte van enkele kilometers. Door de onderlinge zwaartekracht trekken deze elkaar aan en vormen dan zgn. ‘protoplaneten’ van slechts een 1000 km in omvang. Naarmate ze groter worden trekken ze steeds meer materie uit hun omgeving naar zich toe. Dit houdt ook in dat zij tijdens de beweging om de ster, de eigen baan schoon aan het vegen zijn. Inmiddels is ook de jonge ster gaan stralen en de zonnewind blaast de overgebleven gassen uit de planetaire schijf. Na verloop van tijd ontstaat een stabiele situatie waarbij geen sprake meer is van allerlei zware botsingen. We mogen nu spreken van een zonnestelsel. Zo’n 100 miljoen jaren zijn dan verstreken sinds de vorming van de planetaire schijf. 

Ons zonnestelsel is zo’n 4,5 miljard jaar geleden ontstaan, aan de rand van de Melkweg. Het kent 8 planeten, waaronder onze aarde. Vanaf de zon gerekend vormen Mercurius en Venus de binnen-planeten en Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus de buitenplaneten. Mercurius t/m Mars zijn vast, terwijl Jupiter t/m Neptunus gasplaneten zijn. Verder bevindt zich tussen Mars en Jupiter nog een zgn. astroïdengordel gelegen. Deze wordt verderop toegelicht.

Menigeen zal waarschijnlijk denken waar is Pluto gebleven, de negende planeet in 1930 ontdekt. Al vele jaren had men bedenkingen vanwege de sterk afwijkende baan. Verder bleek Pluto behoorlijk kleiner te zijn dan al de andere planeten, zelfs kleiner dan de maan. Ook zou men als plaats in het zonnestelsel verwachten dat het een gasplaneet zou zijn. Achteraf blijkt dat Pluto gezien moet worden als een dwergplaneet uit de Kuipergordel. Deze gordel werd in 1951 door de Nederlandse astronoom Gerard Kuiper verondersteld. Het bestaat uit relatief kleine objecten van ijs en rotsblokken. Vanaf 2006 wordt Pluto geclassificeerd als een ‘dwergplaneet’ en is daardoor niet langer een planeet binnen ons zonnestelsel.

Tabel met eigenschappen van planeten

En dan een Tabel met daarin diverse eigenschappen van de planeten. Voor het leesgemak zijn alle waarden (sterk) afgerond. Een aantal eigenschappen zijn gegeven met de aarde als uitgangspunt.

In de laatste kolom wordt de ontsnappingssnelheid Vp gegeven. Dat is de snelheid die vereist is om te kunnen ontsnappen. Voor de aarde is dat 40.000 km/uur. Willen we naar de maan of naar een ander hemellichaam, dan moet de raket minimaal deze snelheid kunnen leveren. Het is overigens dezelfde snelheid waarmee vallende sterren (meteoren) vanuit de ruimte onze dampkring binnendringen. Door deze hoge snelheid verbranden ze gelukkig in onze dampkring.

Nemen we de massa, ‘aarde = 1’, dan is het goed te weten dat onze zon 333.000 keer zwaarder is dan de aarde. De zon neemt bijna 99,9% van de massa in ons zonnestelsel voor haar rekening!

Tot slot

Afsluitend nog iets over de astroïdengordel, ook vaak de planetoïdengordel genoemd. Het is een gordel bestaande uit miljoenen planetesimalen die tijdens de vorming van het zonnestelsel door de sterke aanwezigheid van de zwaartekracht van Jupiter geen planeet konden worden. Een ander vermoeden is dat de gordel is ontstaan als gevolg van botsingen tussen planetesimalen en protoplaneten. De bekendste astroïde is Ceres, een dwergplaneet met een diameter van 1000 km. Vele duizenden astroïden zijn inmiddels bekend. Aan velen zijn namen van bekende personen toegekend. Daarbij zijn in totaal 379 planetoïden naar Nederlanders genoemd of naar plaatsen en gebeurtenissen die met Nederland van doen hebben. Zomaar enkele voorbeelden zijn, Anne Frank, Hannie Schaft, Gerard Kuiper, Delft, Spinoza, Bontekoe, Wubbo Ockels, André Kuipers, Johan Cruijff. Graag wil ik hier ook Hennie Gosemeijer noemen, oprichter van de Sterrenwacht Cosmos in Lattrop. Een oud Polaroid collega!