Zonnestelsel in beginjaren geroosterd door exploderende ster
Ons zonnestelsel heeft in zijn beginjaren mogelijk flink te lijden gehad van een ster die vlakbij explodeerde. Dat concludeert een Nederlands-Hongaars onderzoeksteam onder leiding van Simon Portegies Zwart op basis van gedetailleerde computerberekeningen. Het scenario zou verscheidene lastig te duiden eigenaardigheden verklaren.
Eigenaardigheden
Ons zonnestelsel kent verscheidene van die eigenaardigheden. Zo maakt het gemiddelde baanvlak van de planeten een hoek van 5,6 graden ten opzichte van de evenaar van de zon. Daarnaast houdt ons zonnestelsel al op bij 45 keer de afstand aarde-zon, terwijl er net daarbinnen een rijke ring van ruimtepuin is, de Kuipergordel. Bij veel andere sterren strekken dergelijke puinschijven zich doorgaans uit tot wel 400 keer de afstand aarde-zon.
Ontploffende ster
Onderzoekers van de Universiteit Leiden en van de Hongaarse Academie van wetenschappen beargumenteren dat deze eigenaardigheden het gevolg zijn van een supernova-explosie dicht in de buurt van het jonge zonnestelsel. Onze zon bevond zich toen waarschijnlijk in een cluster van enkele duizenden sterren, waarvan er een ontploft kan zijn als een supernova.
Leidse supercomputerberekeningen
De onderzoekers rekenden de gevolgen van een supernova voor ons zonnestelsel door. Hiervoor gebruikten zij de in Leiden ontwikkelde simulatiesoftware genaamd Astrophysical Multipurpose Software Environment. Ze voerden de berekeningen uit op op de speciaal in Leiden gebouwde supercomputer Little Green Machine-II. Met behulp van deze berekeningen konden ze de afstand en de richting van de supernova berekenen.
Twee problemen in een klap opgelost
De onderzoekers concluderen dat de supernova moet zijn ontploft op een afstand van 0,5 tot 1,3 lichtjaar, onder een hoek van 35 tot 60 graden ten opzichte van de stofschijf rond de zon in de periode waarin de aardachtige planeten nog niet waren gevormd. Onderzoeksleider Simon Portegies Zwart: 'Het mooie is dat onze berekeningen twee problemen in een klap oplossen. De supernova verklaart zowel het kantelen van de planeetbanen als de begrenzing van het zonnestelsel. Mogelijke alternatieve verklaringen voor beide aspecten afzonderlijk bestonden al, maar een enkele verklaring voor beide verschijnselen is veel bevredigender.'
Nucleaire schokgolf ramde zonnestelsel
Het afkappen en kantelen van de stofschijf om de zon werd volgens de onderzoekers niet veroorzaakt door de supernova zelf, maar door de nucleaire schokgolf van de gloeiendhete buitenlagen van de ontploffende ster die het zonnestelsel ramde. Er zat ongeveer dertig jaar tussen het ontploffen van de ster en het moment dat de nucleaire schokgolf het zonnestelsel bereikte. De aarde was toen nog niet gevormd, maar mogelijk zijn de sporen van de supernovaschokgolf nog wel zichtbaar in de chemische en isotopische samenstelling van de oudste gesteenten in het zonnestelsel.
Slechts spectaculair vuurwerk
Een dergelijke supernova-explosie, dichtbij het zonnestelsel, zal nu niet meer plaatsvinden. De dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, bevindt zich op 4,2 lichtjaar afstand, maar deze ster is veel te licht om te eindigen als supernova. De dichtstbijzijnde supernova-kandidaat die in de komende tienduizenden jaren mogelijk ontploft, is Betelgeuze. Medeauteur Inti Pelupessy (Netherlands eScience Center): 'Op een afstand van 723 lichtjaar zal die supernova niet meer dan een spectaculair vuurwerk opleveren.'
Verklaring voor geheimzinnige mineralen
Volgens astrofysicus Maria Lugaro (Research Center for Astronomy and Earth Sciences of the Hungarian Academy of Sciences) kan de supernova ook een verklaring zijn voor diverse chemische en mineralogische eigenaardigheden in ons zonnestelsel: 'Misschien zorgde de hitte van de supernova bijvoorbeeld dat de instabiele isotopen aluminium-26 en ijzer-60 in glasachtige micrometeorieten konden worden ingekapseld. We vinden dergelijk isotopen namelijk op aarde, maar ze kunnen hier niet zijn ontstaan.'
bron: astronomie.nl
beeld: Artistieke impressie van een supernova die mogelijk dicht bij ons zonnestelsel is ontploft. credit: David A. Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics