Ons afgekapte, gekantelde, aluminium- en ijzerrijke zonnestelsel blijkt gewoner dan gedacht. Dat stelt de Leidse sterrenkundige Simon Portegies Zwart op basis van simulaties en berekeningen met een supercomputer. Er zouden in onze Melkweg ongeveer 36.000 vergelijkbare zonnestelsels te vinden moeten zijn.
Van ons zonnestelsel wordt altijd gedacht dat het vrij bijzonder is. De planeetbanen zijn gekanteld, het zonnestelsel houdt al op bij 45 keer de afstand aarde-zon en er is meer aluminium en ijzer aanwezig dan verwacht. Wetenschappers hebben vaak geprobeerd om verklaringen te vinden voor deze vier vreemde verschijnselen, maar een echt dekkende oplossing was er tot nu toe niet.
Simon Portegies Zwart, sterrenkundige aan de Universiteit Leiden, heeft nu situaties doorgerekend die ons bijzondere zonnestelsel wel kunnen verklaren.
Portegies Zwart breekt het ontstaan van ons zonnestelsel op in vier stappen waarbij ten minste twee supernova-explosies komen kijken. Ten eerste werd de zon met de toen nog grote, niet gekantelde stofschijf afgekapt doordat andere sterren te dicht in de buurt kwamen. Ten tweede was er een sterrenwind van een grote, zogeheten Wolf-Rayetster die een overvloed aan aluminium-26 in het gebied rond de zon afleverde. Ten derde zorgde een supernova (nummer 1) dat het gruis rond de zon tijdelijk smolt waardoor het aluminium erin terecht kon komen. Ten derde zorgde deze supernova of een volgende ervoor dat de stofschijf kantelde. Ook verrijkte deze supernova het gebied rond de zon met een overschot aan ijzer-60. En ten vierde zorgde een volgende supernova (nummer 2) ervoor dat het ijzer ook echt in de stofschijf werd ingekapseld.
Volgens de berekeningen van Portegies Zwart is de zon waarschijnlijk geboren in een open sterrenhoop met zo'n 2500 sterren op een kluitje van ongeveer 5 lichtjaar doorsnee. Dat is te vergelijken met de sterrenhopen die nu bijvoorbeeld in de Orionnevel aanwezig zijn. Portegies Zwart: "In zo'n soort sterrenhoop zou de zon in haar beginjaren ongeveer twaalf supernova's in haar buurt hebben gehad. Dus de invloed van twee supernova's is niet heel onwaarschijnlijk."
In onze Melkweg bevinden zich duizenden open sterrenhopen met sterren op een kluitje. Portegies Zwart schat mede op basis daarvan en op de tijd die het duurt om een zonnestelsel te vormen dat er in onze Melkweg ongeveer 36.000 gekantelde, afgekapte, aluminium- en ijzerrijke zonnestelsels moeten zijn. “Er wordt geregeld beweerd dat het zonnestelsel bijzonder is”. zegt Portegies Zwart, "Maar veel van de eigenschappen die wij eigenaardig vinden, zouden best eens heel normaal kunnen zijn."
Portegies Zwart gebruikte voor zijn simulaties de in Leiden gebouwde supercomputer Little Green Machine-II. Eerder al berekende zijn team met die computer hoe één supernova ons zonnestelsel in de beginjaren geroosterd kan hebben.
Wetenschappelijk artikel
"The Formation of Solar System Analogs in Young Star Clusters." Door Simon Portegies Zwart. Geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics. (gratis preprint)
Afgekapt, gekanteld, ijzerrijk zonnestelsel gewoner dan gedacht
