14 december 2017

Heeft Jupiter de super-aardes in ons zonnestelsel vernietigd?

Artistieke weergave van een waterrijke superaarde.

Artistieke weergave van een waterrijke superaarde.

Lang voordat Mercurius, Venus, de aarde en Mars zijn ontstaan zou het binnenste zonnestelsel een aantal super-aardes (planeten groter dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus) bevat kunnen hebben. Deze zijn, als gevolg van Jupiter, opgebroken en in de zon terecht gekomen, aldus een recente studie gebaseerd op een baanbrekende computersimulatie.

Dankzij de recente jacht op exoplaneten weten we dat vrijwel alle zon-achtige sterren in het bezit zijn van een planetenstelsel. Deze zonnestelsels lijken echter weinig op het onze. In ons zonnestelsel is de ruimte tussen Mercurius (de planeet het dichtste bij de zon staat) en de zon vrijwel leeg. Er draaien in dat gebied wel een aantal ruimterotsen om de zon, maar je kunt er zeker geen planeten vinden (ook al dachten ze vroeger van wel). Bij andere zonnestelsels is dat wel anders: daar bevinden zich binnen de omloopbaan van Mercurius vaak meerdere planeten, die niet zelden veel zwaarder zijn dan de aarde (super-aardes). Wat dat betreft lijkt het zonnestelsel een buitenbeentje te zijn.

Aan de hand van een baanbrekende computersimulatie blijkt dat Jupiter een toonaangevende rol moet hebben gespeeld bij het boetseren van het zonnestelsel zoals wij dat kennen. Het computermodel maakt gebruik van een concept dat het Grand Tack Scenario genoemd wordt, vrij vertaald het “Grote Overstag Scenario”. Volgens dit model is Jupiter veel eerder gevormd dan de andere planeten, wellicht als gevolg van een instabiliteit in de wervelende schijf van gas en stof rondom de pasgeboren zon.

A depiction of a time early in the solar system's history when Jupiter made a grand inward migration. As it moved inward, Jupiter (white) picked up primitive planetary building blocks, or planetesimals, and drove them into eccentric orbits (turquoise) that overlapped the unperturbed part of the planetary disk (yellow), setting off a cascade of collisions that would have ushered any interior planets into the sun.

A depiction of a time early in the solar system’s history when Jupiter made a grand inward migration. As it moved inward, Jupiter (white) picked up primitive planetary building blocks, or planetesimals, and drove them into eccentric orbits (turquoise) that overlapped the unperturbed part of the planetary disk (yellow), setting off a cascade of collisions that would have ushered any interior planets into the sun.

Toen Jupiter het levenslicht zag, was de omringende planeetvormende schijf dusdanig massief, dat het Jupiter naar binnen duwde, richting de zon. Vervolgens heeft Jupiter een gapend gat in de schijf gekerfd, waardoor de migratie richting de zon nog eens versneld werd. Jupiter was dus op weg om een Hete Jupiter te worden (gasreuzen ter grootte van Jupiter in een zeer korte omloopbaan), alsof het door een gigantische lopende band werd voortbewogen.

Ondertussen ontstonden een stukje verder van de zon nog een aantal planeten, die aanvankelijke weinig meer waren dan gigantische bollen van ijs en steen, met een massa van enkele aardes. Deze zijn toen het gas uit de omringende schijf dat ni

Reacties

  1. De basis van hun conclusie is echter lariekoek. Dat we hoofdzakelijk hot Jupiters and SuperEarths vinden komt door de beschikbare detectie methoden. Kleinere planeten zijn gewoonweg heel moeilijk te vinden. Kleine planeten laten de ster amper wiebelen, en met de transit methode pak je net 10% o.i.d. van de sterren (alleen als we tegen het vlak van zo’n stelsel aankijken, edge-on). Direct imaging heeft tot nu toe een paar gelukstreffers op kunnen leveren.

    Dus krijg je vanzelf een plaatje dat scheef is getrokken en het zegt niets over een “gemiddelde” of “normale” samenstelling van planeten om een ster. Daarbij is het huidige Nice-model en de Grand Tack al een behoorlijk goede beschrijving van het ontstaan van ons zonnestelsel.

  2. Wat bijzonder is ons Zonnestelsel toch….

    Niet omdat in dit planeetstelsel, naar ons beste weten, de enige planeet is, waarop zich leven heeft ontwikkeld. Niet de Aarde maakt dit stelsel de moeite waard/bijzonder, maar Jupiter !
    Want dankzij Jupiter zijn al die Super-Aardes (een stuk of 6 of 7 , Olaf ? ) VERMOORD !

    Jupiter, de Killer-Planet onder zijn ‘gelijken’. 🙂 😛


    Persoonlijk denk ik dat Karel in zijn reactie hierboven gelijk heeft :
    “Onze indruk van hoe planetenstelsels ‘er uit horen te zien’, is te sterk gekleurd door onze detectiemethode.”

    Groet, Paul

  3. Ik kan er iets meer over vertellen. De transit methode….om een Aard-achtige planeet (afmeting en afstand tot ster) te detecteren bij een Zon-achtige ster, is de kans 0,05%. Je hebt dus gemiddeld 2000 observaties nodig om er een te vinden. De andere 1999 liggen qua orientatie onder een verkeerde hoek om ze te kunnen zien. Als de planeet een sterk eliptische baan heeft, zoals Pluto b.v., dan is de trefkans groter, 0,35%

    Doppler werkt wel bij kleinere planeten zoals de Aarde. Maar de “wobble” is minimaal. Dat zou nog geen probleem zijn, als er verder geen grote gasreuzen in dat stelsel aanwezig zijn. Die zijn er vaak wel en dan is een wobble van een klein planeetje heel moeilijk om eruit te peuteren.

    Direct imaging behoeft denk ik geen toelichting 🙂

Laat wat van je horen

*