Opmerkelijk veel objecten in de buitenste regio’s van ons zonnestelsel lijken op sneeuwpoppen. Astronomen denken nu te weten waarom.

Nog voorbij de buitenste planeet van ons zonnestelsel, Neptunus, ligt de Kuipergordel. Deze gigantische ringvormige regio huisvest miljarden komeetachtige objecten die bestaan uit rotsen en ijs. Het is ook de thuisbasis voor dwergplaneten zoals Pluto.

Veel objecten in de Kuipergordel zijn overgebleven planetesimalen: rotsachtige of ijzige objecten die zijn gevormd toen de zon nog jong was. Als planetesimalen samenklonteren, kunnen ze uitgroeien tot planeten. Alle planeten in ons zonnestelsel zijn hun leven op deze manier begonnen.

Opvallend genoeg bestaat ongeveer één op de tien planetesimalen in de Kuipergordel uit twee ronde objecten die met elkaar verbonden zijn, waardoor ze een beetje op een sneeuwpop lijken. Astronomen vragen zich al een tijdje af hoe deze zijn gevormd. Onderzoekers van Michigan State University komen nu met een mogelijke verklaring.

Lees ook:

• Een negende planeet in ons zonnestelsel? Nieuwe dwergplaneet trekt die theorie in twijfel
• Eindelijk een verklaring gevonden voor deze mysterieuze rode stippen in het heelal?

Exotisch

Volgens veel computermodellen die berekenen hoe ruimteobjecten zich gedragen, zullen twee botsende planetesimalen samensmelten tot een grote bol. Ze vormen dan dus geen sneeuwpopvorm. Wanneer gebeurt dat wel? Astronomen konden het tot nu toe alleen uitleggen met exotische en zeldzame fenomenen. Maar als zo’n 10 procent van de planetesimalen eruitziet als een sneeuwpop, kunnen die zeldzame gebeurtenissen niet (de enige) verklaring zijn.

De onderzoekers van de huidige studie hebben met een nieuwe en gedetailleerde computersimulatie een veel waarschijnlijkere verklaring gevonden. Om die te begrijpen, leggen we eerst uit hoe planetesimalen zijn ontstaan.

Toen de zon pas net was gevormd, werd hij omgeven door een schijf van stof en gas. Minuscule stofdeeltjes begonnen door elektrostatische krachten samen te klonteren tot kleine steentjes. En op sommige plaatsen kwamen veel van die kleine steentjes bij elkaar en vormden een soort wolken. Als zo’n wolk groot genoeg was, hadden de steentjes samen dusdanig veel zwaartekracht dat de wolk instortte tot een planetesimaal van enkele kilometers grote.

Zachte botsing

De computersimulatie liet zien dat als een instortende wolk ook ronddraait, hij soms in tweeën scheurt. Er ontstaan dan twee planetesimalen die om elkaar heen draaien. Astronomen hebben al veel van dit soort duo’s ontdekt in de Kuipergordel. Het model liet ook zien dat de banen van deze planetesimalen steeds kleiner kunnen worden, totdat ze uiteindelijk relatief zachtjes tegen elkaar aanbotsen. Daarbij fuseren ze gedeeltelijk, maar behouden ze een groot deel van hun eigen ronde vorm: een ‘sneeuwpop’ is geboren.

Wetenschappers vermoeden al een tijdje dat dit de manier is waarop deze objecten ontstaan, maar ze konden hun idee nog niet testen. De nieuwe computersimulatie van de onderzoekers is het eerste model met de benodigde natuurkundige informatie om dit proces wel te kunnen simuleren. “We konden deze hypothese voor het eerst op een legitieme manier testen”, zegt hoofdonderzoeker Jackson Barnes in een persbericht. “Dat is wat deze studie zo spannend maakt.”

Bronnen: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Michigan State University via EurekAlert!

Beeld: NASA