20 maart 2019

Simulatie toont aan dat Sedna van een andere ster afkomstig is

Artist’s impression van Sedna. (NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech))


De Leidse astronomen Lucie Jilkova en Simon Portegies Zwart hebben met grootschalige simulaties aangetoond hoe kandidaat-dwergplaneet Sedna en verscheidene andere planetesimalen (grote planetoïden) aan de verste rand van de Kuipergordel, van een andere ster zijn afgepikt. Zij maakten hun onderzoeksresultaat bekend op de 15e editie van het jaarlijkse wetenschaps- en media-evenement Bessensap in Den Haag. Het transneptunische object 2003VB12, beter bekend als Sedna, en een dozijn andere planetesimalen hebben afwijkende omloopbanen. Sedna beschrijft een zeer elliptische baan rond de zon met een omlooptijd van meer dan 11.000 jaar. De omloopbanen van al deze recent ontdekte ijsdwergen zijn bovendien sterk geheld ten opzichte van het vlak van het zonnestelsel. Een van deze objecten is de planetesimaal 2012VP113. Ze behoren allemaal tot de nieuwe familie van Sednoïden: te groot voor een gewone planetoïde, maar zonder de officiële status van dwergplaneet, die de vroegere negende planeet Pluto in 2006 kreeg. Door hun afwijkende eigenschappen zijn de Sednoïden maar moeilijk te vergelijken met andere objecten in het zonnestelsel. Lucie Jilkova: “Sedna is overduidelijk geen Kuipergordel-object, maar het object hoort ook niet bij de Oortwolk. Wij hebben de simulaties gedaan om uit te zoeken hoe de Sednoïden op deze plek aan de rand van het zonnestelsel terecht zijn gekomen in deze vreemde omloopbanen.”Jilkova en Portegies Zwart hebben getest of Sedna en2012VP113 achter kunnen zijn gebleven na een close encounter met een andere ster. In dat geval zouden beide objecten een extrasolaire herkomst hebben. Als dat zo is hebben beide objecten nog informatie over deze bijna-botsing in de vorm van impulsmoment (de hoeveelheid draaibeweging) en energie. Deze aanname is in de simulatie van de close encounter meegenomen. “Het is verbazingwekkend hoe goed dit werkte. Onze berekeningen konden de omloopbanen van de planetesimalen uitstekend reproduceren”, zo licht Jilkova toe. Hieronder een animatie van de ontmoeting van de zon en een andere ster die Sedna in ons zonnestelsel heeft gebracht. Links: een geprojecteerd beeld van de ontmoeting. Rechts: de baanelementen (excentriciteit en inclinatie) als functie van de afstand tot de zon.

De conclusie van het onderzoeksteam is dat de andere ster 1,8 keer zo zwaar moet zijn geweest als de zon toen hij het zonnestelsel passeerde op een afstand van minder dan 250 maal de afstand aarde-zon. Ook de richting vanwaaruit de andere ster kwam kon nauwkeurig worden vastgesteld. Bij de passage is de schijf rond onze jonge zon afgekapt op een afstand van ongeveer 36 astronomische eenheden (één AE is ongeveer 150 miljoen kilometer, de afstand van de aarde tot de zon). Dat is precies het buitengebied van de Kuipergordel waar nu een schaarste aan planetesimalen wordt waargenomen. “Dit laatste kwam een beetje als een verrassing,”, zegt Portegies Zwart, “maar komt precies overeen met de geobserveerde buitenrand van het zonnestelsel.”Dit zet een tijdstempel op de gebeurtenis. Jilkova: “De passage van de andere ster moet hebben plaatsgevonden voor het zogenoemde late heavy bombardment waarbij zo’n 4 miljard jaar geleden de binnendelen van het zonnestelsel ongekend veel meteorietinslagen te verduren kregen. Dit bombardement is alleen te verklaren met een afkapping van de Kuipergordel.Uit de reconstructie van de close encounter blijkt dat ongeveer 2000 planetesimalen, inclusief Sedna en 2012VP113, zijn overgegaan naar ons zonnestelsel. De banen van 500 van deze objecten zijn afwijkend en vergelijkbaar met die van Sedna. Portegies Zwart vermoedt dat de andere ster ook planetesimalen heeft gestolen van onze Kuipergordel. Ook de banen van deze ijsdwergen zijn in de simulatie gereconstrueerd. Alle berekeningen zijn uitgevoerd met de Astronomical Multipurpose Software Environment (Amuse). Deze software is vrij te gebruiken en is te downloaden op: amusecode.org.

Reacties

  1. Enceladus http://Enceladus zegt

    In het filmpje lijken de zon en die andere ster bijna recht op elkaar af te komen. Is het niet zo dat sterren baantjes om het hart van de Melkweg trekken, zoals planeten dat doen om hun ster? En draaien sterren dan ook niet doorgaans baantjes in dezelfde richting (anti-klokwijs, neem ik aan) om het hart van de Melkweg?

    groet,
    Gert (Enceladus)

    • Martin Schoenmaker http://Martin%20Schoenmaker zegt

      Wanneer de door jouw beschreven banen elkaar kruisen kan je heel goed toch twee sterren hebben die (relatief gezien) recht op elkaar afkomen.

  2. Martin Schoenmaker http://Martin%20Schoenmaker zegt

    Dus tijd van close encounter is bekend. De richting. De massa van de ster. Dan komt bij mij meteen de vraag op, welke ster was het?

    Zou het net zo’n situatie zijn als wat beschreven is in dit artikel? https://www.astroblogs.nl/2015/02/17/70-000-jaar-geleden-vloog-de-ster-van-scholz-door-de-oortwolk-van-het-zonnestelsel/

    • Enceladus http://Enceladus zegt

      Ja, we hebben een ‘smoking gun’, dus moet het ook mogelijk zijn om ‘de dader’ op te sporen.
      Lijkt me leuk om dan in de toekomst bij wijze van grap een boodschap naar die ster te sturen: ‘You forgot something…’ 😉

      groet,
      Gert (Enceladus)

    • gert1904 http://gert1904 zegt

      “Jilkova: ‘De passage van de andere ster moet hebben plaatsgevonden voor het zogenoemde late heavy bombardment waarbij zo’n 4 miljard jaar geleden….’ “.

      Ga er maar van uit dat dat niet terug te rekenen is. In vier miljard jaar heeft de Zon een kleine twintig omlopen op het centrum van de Melkweg gemaakt.

      Het doet een beetje denken aan het Butterfly Effect uit de chaos theorie.

  3. Enceladus http://Enceladus zegt

    Ja, en ondertussen misschien wel onze kroonjuwelen meegepikt…
    We want our planets back!

    😉

    groet,
    Gert (Enceladus)

  4. http://Nico%20W zegt
    • gert1904 http://gert1904 zegt

      Interview (ca. 6 min.) met prof. Portugies Zwart op:

      http://www.npowetenschap.nl/nieuws/artikelen/2015/Juni/de-bes-op-de-taart.html

      “Voor zover ik weet zijn wij de eersten die ontdekt hebben dat …”.

      • http://Nico%20W zegt

        In 2004 werd al geopperd dat Sedna van een ander planetenstelsel zou kunnen komen. Dat was toen een idee. Zwart en Jilkova hebben dit idee verder uitgewerkt, en dat zeggen ze ook. Nu is er een sluitend wiskundig model, en dat is heel mooi. Vooral ook hun sterke uitgangspunt van de impulsmomenten der objecten.

        Verder is nu bekend, dat Pluto rood is en zijn mede-KBO Charon grijs. Dus….
        wie weet hebben ze allebei een verschillende oorsprong en zijn ze een stelletje geworden door een botsing van 4 mld jaar geleden! De kleine maantjes hebben ook verschillende kleuren!

        En nog meer: in M87 zijn restanten van een ouder stelsel aangetroffen, dat door M87 is opgeslorpt. In de Melkweg was al eerder zo’n sliert sterren bekend.

        Samenvattend: het is dus zelfs mogelijk dat een ster van een ander stelsel onze zon passeert, en een planeet uitwisselt!

  5. http://Marco%20de%20Kock zegt

    En over 2 jaar vinden ze de “missing Planet X” en staan al deze dwaze theorieën weer op losse schroeven…Ik krijg de laatste jaren het idee dat men “maar” iets roept om in het nieuws te komen met weer een theorie over de buitenrand van het Zonnestelsel. Men maakt een theorie om “iets” te klaren ipv te onderzoeken hoe het is zoals het is. Als ik maar zoveel mogelijk bereken kan ik alles verklaren … maar er zijn teveel zaken die we nog niet weten en kunnen verklaren. En tot die tijd moeten we dit maar weer aannemen? Doei, ik pas even…

    • http://days%20of%20our%20lives zegt

      Er wordt niet uitgesloten dat er andere planeten zijn die verantwoordelijk zijn voor de afwijkende baan van Sedna. Dit nieuwsbericht wil slechts aangeven dat er ook oorzaken kunnen zijn zonder dat de invloed van een of meer andere (nog onontdekte) planeten voor die afwijkende baan vereist is.

      • http://Nico%20W zegt

        De hypothese van een 10e planeet is al heel oud. Want toen de baan van Neptunus werd doorgerekend, bleek die niet te kloppen met de waarnemingen. Men ging op zoek. En Pluto was het resultaat van die zoektocht. Maar Pluto is veel te licht. Dus de conclusie bleef dat er mogelijk toch nog een zware planeet zou kunnen zijn.
        In dit onderzoek van Jilkova en Zwart wordt een heel andere verklaring aangedragen; die verklaring is gebaseerd op waarnemingen die in een model gestopt zijn, en welk model plausibele uitkomsten geeft. Het nieuwe aan dit model is de voorbijtrekkende ster die planeten uit hun baan trekt.
        Naar mijn idee heeft dat vooral ook gevolgen voor de Oort-Wolk!
        Een verklaring over de afwijkende baan van Sedna is dan nog niet gegeven. Misschien gewoon een meetfout?

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: