Hoe oud is het zonnestelsel? Dat is een vraag die de kern van dit alles raakt. Die leeftijd kan worden uitgebreid tot de meeste objecten en materialen in het zonnestelsel.
De website van de United States Geological Survey (USGS) heeft veel diepgaand materiaal over hoe de leeftijd van het zonnestelsel werd bepaald. De basis is dat al het materiaal radioactief vervalt tot een stabiele isotoop. Sommige elementen vervallen binnen nanoseconden, terwijl andere halfwaardetijden van meer dan 100 miljard jaar hebben geraamd. De USGS baseerden hun onderzoek op mineralen die van nature in gesteenten voorkomen en een halfwaardetijd hebben van 700 miljoen tot 100 miljard jaar. Deze dateringstechnieken, bekend als radiometrische datering, zijn stevig verankerd in de natuurkunde en worden gebruikt om de laatste keer te meten dat het gedateerde gesteente ofwel was gesmolten ofwel voldoende was verstoord om de radioactieve elementen opnieuw te homogeniseren. Deze technieken gaven een geschatte leeftijd terug voor meteorieten van 4,6 miljard jaar en aardgebonden rotsen rond 4,3 miljard jaar. De USGS geeft toe dat ze geen rots konden vinden die niet was veranderd door de tektonische platen van de aarde, zodat het tijdperk van de aarde in de toekomst zou kunnen worden verfijnd.
Toen de gassen van de vroege zonnenevel begonnen af te koelen, waren de eerste materialen die tot vaste deeltjes condenseerden rijk aan calcium en aluminium. Uiteindelijk klonterden vaste deeltjes van verschillende elementen samen tot de gemeenschappelijke bouwstenen van kometen, asteroïden en planeten. Astronomen hebben lang gedacht dat sommige van de oudste asteroïden van het zonnestelsel meer verrijkt zouden moeten zijn met calcium en aluminium, maar tot voor kort waren er geen geïdentificeerd. De Allende-meteoriet van 1969 was de eerste die insluitsels liet zien die extreem rijk waren aan calcium en aluminium. Het duurde 40 jaar voordat de spectra van de insluitsels werden ontdekt en vervolgens geëxtrapoleerd naar zeer oude asteroïden die zich nog in een baan rond de zon bevonden. Astronoom Jessica Sunshine en collega's deden deze ontdekking met de steun van NASA en de National Science Foundation
Bovendien wordt aangenomen dat het heelal ongeveer 13,7 miljard jaar geleden is ontstaan. Het meten van twee langlevende radioactieve elementen in meteorieten, uranium-238 en thorium-232, heeft de Melkweg in hetzelfde tijdsbestek geplaatst. Uit deze metingen blijkt dat grootschalige structuren zoals sterrenstelsels relatief snel zijn gevormd na de oerknal.
Hier is een artikel uit Space Magazine dat meer informatie geeft over het radioactieve dateringsproces van het bestuderen van meteorieten, en een ander artikel over hoe de zonnenevel waarschijnlijk ongeveer 2 miljoen jaar heeft geduurd.
Hier is een geweldig artikel van de USGS waarin wordt uitgelegd hoe het datingproces werkt, en een geweldige serie van UC San Diego.
We hebben een hele reeks podcasts over het zonnestelsel opgenomen bij Astronomy Cast. Bekijk ze hier.
Referenties:
U.S. Geological Survey
NASA: Hoe oud is het universum?
NASA Earth Guide: Age of the Solar System
