Wij mensen denken graag dat we speciaal zijn, maar astronomisch gezien zijn we behoorlijk zwaar neergeschoten en nederig in onze plaats gezet. Maar nu komt er geweldig nieuws voor de menselijke psyche van wetenschappers die de vorming van het zonnestelsel proberen te verklaren. Wat zonnestelsels betreft, hebben we gedacht dat de onze slechts gemiddeld was en dat alle zonnestelsels op de onze leken. Maar als we kijken naar de meer dan 300 planeten buiten ons zonnestelsel die zijn ontdekt en de systemen waarin ze zich bevinden, lijkt tot dusver geen enkele op ons zonnestelsel thuis. In feite, zeggen wetenschappers van Northwestern University, zijn we misschien toch speciaal. In een onderzoek met computersimulaties (dit is de week voor computersimulaties, zie hier en hier), hebben onderzoekers meer dan honderd simulaties uitgevoerd, en de resultaten tonen aan dat de oorsprong van het gemiddelde planetaire systeem vol geweld en drama was, maar dat de vorming van zoiets als ons zonnestelsel vereiste voorwaarden om "precies goed" te zijn en inderdaad heel bijzonder.
De studie illustreert dat als de vroege omstandigheden net iets anders waren geweest, er zeer onaangename dingen hadden kunnen gebeuren - zoals planeten die in de zon worden gegooid of in de verre ruimte worden afgeworpen. Dit was de eerste simulatie die de vorming van planetaire systemen van begin tot eind modelleerde, te beginnen met de generieke schijf van gas en stof die achterblijft na de vorming van de centrale ster en eindigend met een volledig planetair systeem.
Voordat de eerste exoplaneten begin jaren negentig werden ontdekt, hadden we alleen ons eigen zonnestelsel om een model van te maken, en astronomen hadden geen reden om ons zonnestelsel ongebruikelijk te vinden.
"Maar we weten nu dat deze andere planetenstelsels helemaal niet op het zonnestelsel lijken", zegt Frederic A. Rasio, een theoretische astrofysicus en hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de noordwestelijke kant.
"De vormen van de banen van de exoplaneten zijn langwerpig, niet mooi en rond. Planeten zijn niet waar we ze verwachten. Veel gigantische planeten vergelijkbaar met Jupiter, bekend als 'hete Jupiters', staan zo dicht bij de ster dat ze banen van slechts enkele dagen hebben. Het was duidelijk dat we opnieuw moesten beginnen met het uitleggen van planetaire vorming en deze grotere verscheidenheid aan planeten die we nu zien. ”
De simulaties suggereren dat de oorsprong van een gemiddeld planetair systeem buitengewoon dramatisch is. De gasschijf die de planeten voortbrengt, duwt ze ook genadeloos naar de centrale ster, waar ze samenkomen of worden verzwolgen. Onder de groeiende planeten is er moordende concurrentie om gas, een chaotisch proces dat een grote verscheidenheid aan planeetmassa's produceert.
Ook planeten die dicht bij elkaar cirkelen, kunnen een katapultontmoeting creëren die de planeten elders in het systeem afwerpt; af en toe wordt iemand in de diepe ruimte uitgestoten. Ondanks zijn inspanningen om zijn nakomelingen te doden, wordt de gasschijf uiteindelijk verbruikt en verdwijnt, en ontstaat er een jong planetair systeem.
'Zo'n turbulente geschiedenis lijkt weinig ruimte te laten voor het bezadigde zonnestelsel, en onze simulaties laten precies dat zien', zei Rasio. "De omstandigheden moeten precies goed zijn om het zonnestelsel te laten ontstaan."
Een te grote gasschijf bijvoorbeeld en planeetvorming is een anarchistische puinhoop, die 'hete Jupiters' en niet-cirkelvormige banen in overvloed produceert. Een schijf met een te kleine massa en niets groter dan Neptunus - een "ijsreus" met slechts een kleine hoeveelheid gas - zal groeien.
"We begrijpen het proces van planeetvorming nu beter en kunnen de eigenschappen verklaren van de vreemde exoplaneten die we hebben waargenomen", zei Rasio. "We weten ook dat het zonnestelsel speciaal is en begrijpen op een bepaald niveau wat het speciaal maakt."
“Het zonnestelsel moest onder de juiste omstandigheden worden geboren om deze stille plek te worden die we zien. De overgrote meerderheid van andere planetaire systemen had deze speciale eigenschappen niet bij de geboorte en werd iets heel anders. "
Dus ga je gang. Bijzonder voelen.
Oorspronkelijke nieuwsbron: Northwestern University
