Een mysterie schuilt in de verre uithoeken van ons zonnestelsel. Astronomen geloofden lange tijd dat de acht planeten in bijna perfecte cirkelvormige banen draaien, omdat ze zich ooit vormden in een wervelende schijf van stof en gas die de jonge zon omringde. Maar in 2003 ontdekten wetenschappers iets vreemds: de dwergplaneet Sedna heeft een vreemde baan en verandert van positie van twee afstanden tot Pluto tot meer dan twintig afstanden tot de zon. En ze is niet de enige. Sindsdien hebben astronomen in de loop der jaren bijna twee dozijn ijzige objecten op afstand ontdekt waarvan de banen langwerpig en vreemd gekanteld zijn in vergelijking met het vlak van het zonnestelsel.
Om dergelijke eigenaardigheden te verklaren, hebben wetenschappers gesuggereerd dat deze werelden misschien de littekens zijn van een gewelddadig verleden. Misschien passeerde er ooit in de jeugd van het zonnestelsel een ster dichtbij en sloeg deze werelden uit koers. Of de verre negende planeet heeft door zijn zwaartekracht de orde in ons systeem verstoord.
De laatste hypothese heeft de afgelopen jaren aan gewicht gewonnen, waardoor de eerste stof heeft opgesnoven, zegt Suzanne Pfalzner, een astronoom bij het Institute for Radio Astronomy. Max Planck in Duitsland. Afwijkingen in de banen van verschillende kleine objecten in het buitenste zonnestelsel hebben bewijs verzameld dat de "negende planeet" ongeveer 10 keer zo zwaar is als de aarde. Ondertussen werd een sterinvaller als te onwaarschijnlijk beschouwd - tot nu toe. Pfalzner en haar collega's publiceerden onlangs een paper over de arXiv preprint-server, die werd geaccepteerd door The Astrophysical Journal, waarin ze lieten zien dat sterren veel vaker dicht bij ons zonnestelsel kunnen vliegen dan ze dachten. Deze resultaten dragen niet alleen bij aan de theorie van de stellaire flyby, maar kunnen ook verklaren hoe de "negende planeet" überhaupt in zijn vreemde baan terechtkwam.
Sedna's vreemde baan
Astronomen weten dat de zon niet altijd zo eenzaam is geweest. Het werd geboren in een cluster van honderden of tienduizenden sterren die zich slechts 10 miljoen jaar later over de melkweg verspreidden. Daarom, terwijl onze zon zich in deze cluster bevond, renden de sterren heen en weer in een duizelingwekkende dans die gemakkelijk zou kunnen leiden tot een vlucht naar ons ontluikende zonnestelsel. Maar nadat het cluster uit elkaar was gescheurd, daalde de kans op een dergelijke invasie tot bijna nul. Ze dachten in ieder geval van wel. Maar Pfalzner en haar collega's beweren nu dat de kans op een invasie relatief hoog bleef nadat de cluster begon af te brokkelen. Na vele langdurige computersimulaties ontdekten ze dat een ster met de massa van onze zon met een waarschijnlijkheid van 20-30% in 50-150 AU kon vliegen. van Pluto (1 AU is de afstand van de aarde tot de zon,ongeveer 150 miljoen kilometer). Zo'n dichte benadering zou ons jonge zonnestelsel zeker wakker schudden.
Hoewel de grote planeten intact zouden blijven (de zon heeft bijvoorbeeld bijna geen zwakke zwaartekracht van de acht planeten), zou de invasie kleine objecten uit elkaar kunnen duwen en ze in vreemde banen rond het zonnestelsel kunnen plaatsen. Bovendien hebben simulaties ook een tweede trend nagebootst die astronomen in het zonnestelsel hebben waargenomen: de neiging van externe objecten om te clusteren. Ze bewegen samen in hechte groepen. Simpel gezegd past de indringerster perfect in observatiemodellen.
'Maar of ze 4,5 miljard jaar meegaan', dat wil zeggen, zolang het zonnestelsel bestaat ', is een vraag van een miljoen dollar', zegt Scott Kenyon, een astronoom bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics die niet bij het onderzoek betrokken was. En Pfalzner is het met hem eens. Ze zou graag langetermijngedrag willen modelleren om te begrijpen of de veranderingen die door de invasie van sterren worden veroorzaakt, gedurende de hele levensduur van ons systeem zullen aanhouden.
Promotie video:
Wetenschappers zijn gretig op zoek naar nieuwe gegevens via een aantal verschillende observatiecampagnes. Verschillende teams kammen bijvoorbeeld al grote delen van de lucht op zoek naar eigenaardigheden in het buitenste zonnestelsel. Scott Sheppard, een astronoom aan het Carnegie Institute of Science die niet bij het onderzoek betrokken was, kan zijn opwinding niet bedwingen voorafgaand aan de lancering van de Large Synoptic Telescope, een 8,4 meter lange schotel die honderden nieuwe zonnestelsels zal openen.
Kenyon hoopt ondertussen dat het Gaia-ruimtevaartuig, dat bezig is met het verfijnen van de posities van een miljard sterren met een ongekende precisie, zal helpen de broers en zussen van onze ster te vinden. Hierdoor kunnen wetenschappers de sterrenhoop waarin ons jonge zonnestelsel is ontstaan beter begrijpen, evenals de waarschijnlijkheid dat een andere ster te dichtbij komt. Gaia is onze nieuwe redder”, zegt hij. Een recente studie van Gaia heeft ons in staat gesteld om de paden van nabije sterren in het verleden te traceren en deze in de toekomst te projecteren, om vervolgens te ontdekken dat 25 sterren gevaarlijk dicht bij ons huis kunnen komen gedurende 10 miljoen jaar. En natuurlijk wil iedereen de "negende planeet" vinden.
Maar Pfalzner stelt dat de ontdekking van een ander belangrijk lid van het zonnestelsel een scheervlucht niet uitsluit. "Het is geen script en / of", zegt ze. "Als de negende planeet bestaat, sluit dat het flyby-model niet uit, maar spreekt het eerder in zijn voordeel." De geprojecteerde baan van de negende planeet, excentrisch en gekanteld (ten opzichte van het vlak van het zonnestelsel), zou ook gevormd kunnen zijn onder invloed van een stellaire flyby. De ontdekking van de negende planeet zal de puntjes op de i zetten.
Ilya Khel
