De Leidse astronoom Sijme-Jan Paardekooper heeft aangetoond dat bestaande modellen die voorspellen dat planeten tijdens hun vormingsproces altijd bewegen in de richting van de centrale ster, niet kloppen. Paardekooper heeft berekend dat dit alleen geldt voor grote, Jupiter-achtige planeten, maar niet voor kleine, aarde-achtige. Paardekooper promoveert op deze studie op 28 september aan de Universiteit van Leiden.
Planeten ontstaan uit een schijf van gas en stofdeeltjes die zich rondom een jonge ster bevindt. Zijn de planeten eenmaal gevormd, dan blijven ze niet waar ze zijn. De wisselwerking met het nog overgebleven gas maakt dat de planeet rondjes gaat draaien met verschillende diameters. De eerste modellen voorspelden dat planeten altijd naar de ster toe bewegen. Dit is ook in overeenstemming met de recente waarneming van een flink aantal zogenoemde exoplaneten: planeten die rond sterren buiten ons zonnestelsel zijn gevormd. Deze vaak zeer grote, Jupiter-achtige planeten bevinden zich op bijzonder geringe afstand van hun ster, veelal minder dan 1/100 van de afstand aarde-zon. Als dit ook zou opgaan voor kleinere planeten, zou dit een voortijdig einde betekenen voor planeten als onze aarde.
Paardekooper toont in zijn proefschrift aan dat de bestaande modellen, die ervan uitgaan dat de temperatuur in de schijf van gas en stof niet verandert onder aanwezigheid van een bewegende planeet, niet juist zijn. Zijn berekeningen tonen aan dat planeten bij hun rondje om de ster een spoor van warm gas achter zich laten. In de buitenste, koele delen van de schijf kan deze warmte vrij wegstromen. Dichter bij de ster blijft de warmte echter hangen. Hierdoor stroomt het gas dat zich achter de planeet bevindt weg, waardoor aan de voor- en achterkant een verschillende dichtheidsverdeling ontstaat. Die duwt de planeet als het ware uit zijn baan. De grootte van deze kracht hangt af van de afmeting van de planeet. Een kleine planeet wordt naar buiten geduwd, maar een grote planeet is minder beïnvloedbaar omdat deze diepe gaten in de schijf graaft. Grote planeten bewegen daardoor langzaam naar de ster toe, kleinere planeten niet.
De speciale, door de Nederlandse Computer Facility ondersteunde simulaties tonen aan dat pas wanneer de schijf met stof en gas bijna op is, ook de kleinere planeten weer langzaam richting ster bewegen. “Maar heel langzaam”, zegt Paardekooper. “We hoeven ons geen zorgen te maken over het lot van aarde-achtige planeten buiten ons zonnestelsel.”
Alleen grote planeten in wording bewegen naar hun ster toe
