Het zonnestelsel is prachtig om te zien. Tussen de vier aardse planeten, vier gasreuzen, meerdere kleine planeten bestaande uit ijs en gesteente en talloze manen en kleinere objecten, is er gewoon geen gebrek aan dingen om te bestuderen en om je door te laten fascineren. Tel daar onze Zon, een Asteroïdengordel, de Kuipergordel en vele kometen bij op, en je hebt genoeg om je de rest van je leven bezig te houden.
Maar waarom is het precies dat de grotere lichamen in het zonnestelsel rond zijn? Of we het nu hebben over maan zoals Titan, of de grootste planeet in het zonnestelsel (Jupiter), grote astronomische lichamen lijken de vorm van een bol te prefereren (hoewel niet een perfecte). Het antwoord op deze vraag heeft te maken met hoe de zwaartekracht werkt, om nog maar te zwijgen over hoe het zonnestelsel is ontstaan.
Vorming:
Volgens het meest algemeen geaccepteerde model van ster- en planeetvorming - aka. Nebulaire hypothese - ons zonnestelsel begon als een wolk van wervelend stof en gas (d.w.z. een nevel). Volgens deze theorie gebeurde er ongeveer 4,57 miljard jaar geleden iets waardoor de cloud instortte. Dit zou het gevolg kunnen zijn van een passerende ster of schokgolven van een supernova, maar het eindresultaat was een instorting van de zwaartekracht in het midden van de wolk.
Door deze ineenstorting begonnen stof- en gaszakken zich te verzamelen in dichtere gebieden. Naarmate de dichtere regio's meer materie naar binnen trokken, zorgde het behoud van het momentum ervoor dat ze begonnen te roteren terwijl de toenemende druk ervoor zorgde dat ze warmer werden. Het meeste materiaal eindigde in een bal in het midden om de zon te vormen, terwijl de rest van de materie plat werd tot een schijf die eromheen cirkelde - d.w.z. een protoplanetaire schijf.
De planeten zijn gevormd door aanwas van deze schijf, waarin stof en gas samen zijn gegroeid en samengesmolten tot steeds grotere lichamen. Vanwege hun hogere kookpunten zouden alleen metalen en silicaten in vaste vorm dichter bij de zon kunnen bestaan, en deze zouden uiteindelijk de terrestrische planeten van Mercurius, Venus, aarde en Mars vormen. Omdat metalen elementen slechts een heel klein deel van de zonnevel bevatten, konden de aardse planeten niet erg groot worden.
Daarentegen vormden de gigantische planeten (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) zich voorbij het punt tussen de banen van Mars en Jupiter waar materiaal koel genoeg is om vluchtige ijzige verbindingen vast te houden (d.w.z. de Frost Line). De ijsjes die deze planeten vormden waren talrijker dan de metalen en silicaten die de aardse binnenplaneten vormden, waardoor ze massief genoeg konden worden om grote atmosferen van waterstof en helium vast te leggen.
Het overgebleven puin dat nooit planeten werden, kwam samen in regio's zoals de asteroïdengordel, de Kuipergordel en de Oortwolk. Dus dit is hoe en waarom het zonnestelsel in de eerste plaats is gevormd. Hoe komt het dat de grotere objecten als bollen werden gevormd in plaats van bijvoorbeeld vierkanten? Het antwoord hierop heeft te maken met een concept dat bekend staat als hydrostatisch evenwicht.
Hydrostatisch evenwicht:
In astrofysische termen verwijst hydrostatisch evenwicht naar de toestand waarin er een balans is tussen de uitwendige thermische druk van binnenuit een planeet en het gewicht van het materiaal dat naar binnen drukt. Deze toestand doet zich voor wanneer een object (een ster, planeet of planetoïde) zo massief wordt dat de zwaartekracht die ze uitoefenen ervoor zorgt dat ze ineenstorten in de meest efficiënte vorm - een bol.
Objecten bereiken dit punt meestal zodra ze een diameter van 1.000 km (621 mi) overschrijden, hoewel dit ook afhangt van hun dichtheid. Dit concept is ook een belangrijke factor geworden bij het bepalen of een astronomisch object als planeet zal worden aangewezen. Dit was gebaseerd op de resolutie die in 2006 door de 26e Algemene Vergadering van de Internationale Astronomische Unie is aangenomen.
In overeenstemming met resolutie 5A is de definitie van een planeet:
- Een 'planeet' is een hemellichaam dat (a) in een baan om de zon draait, (b) voldoende massa heeft om door zijn zelfzwaartekracht starre lichaamskrachten te overwinnen, zodat het een hydrostatisch evenwicht (bijna ronde) vorm aanneemt, en ( c) de buurt rond zijn baan heeft vrijgemaakt.
- Een "dwergplaneet" is een hemellichaam dat (a) in een baan om de zon draait, (b) voldoende massa heeft om door zijn eigen zwaartekracht starre lichaamskrachten te overwinnen, zodat het een hydrostatisch evenwicht (bijna ronde) vorm aanneemt [2] ], (c) heeft de buurt rond zijn baan niet vrijgemaakt en (d) is geen satelliet.
- Alle andere objecten, behalve satellieten, die in een baan om de zon draaien, worden gezamenlijk "kleine zonnestelsellichamen" genoemd.
Dus waarom zijn planeten rond? Nou, een deel ervan is omdat wanneer objecten bijzonder massief worden, de natuur er de voorkeur aan geeft dat ze de meest efficiënte vorm aannemen. Aan de andere kant zouden we kunnen zeggen dat planeten rond zijn, want zo kiezen we ervoor om het woord "planeet" te definiëren. Maar ja, "een roos met een andere naam", toch?
We hebben veel artikelen geschreven over de zonneplaneten voor Space Magazine. Hier is waarom is de aarde rond? Waarom is alles bolvormig? Hoe is het zonnestelsel gevormd? En hier zijn enkele interessante feiten over de planeten.
Als je meer informatie wilt over de planeten, bekijk dan de NASA-verkenningspagina van het zonnestelsel en hier is een link naar NASA's zonnestelselsimulator.
We hebben ook een reeks afleveringen van Astronomy Cast opgenomen over elke planeet in het zonnestelsel. Begin hier, Aflevering 49: Mercury.
Bronnen:
- NASA: Zonnestelselverkenning - Ons zonnestelsel
- Wikipedia - Nebulaire hypothese
- COSMOS - Hydrostatisch evenwicht
- Wikipedia - Hydrostatisch evenwicht
