De richting waarin planeten om hun as draaien, komt meestal overeen met de richting waarin ze om hun ster bewegen. Zo draait de aarde tegen de klok in om haar as en tegen de klok in om de zon. Tot nog toe wisten astronomen niet waarom deze voorkeur bestaat. Volgens UvA-astronoom Rico Visser spelen kiezelstenen een cruciale rol. Hij publiceerde zijn vondst in wetenschappelijk vakblad Icarus.
Hoe ontstaat een planeet?
‘Voordat een planeet echt een planeet is, is het een kleine rots van zo’n honderd tot duizend kilometer breed. Zo’n rots draait om zijn ster in de zogeheten protoplanetaire schijf: een schijf vol gas en gruis die om de jonge ster heen draait. Doordat zo’n rots daar kiezelstenen uit opveegt, wordt hij steeds groter. Zo groeit het uit tot een planeet.’
Volgens jou en je collega’s bepalen kiezelstenen de rotatierichting van planeten. Hoe kan zoiets kleins de draairichting van zoiets groots bepalen?
‘We hebben een model gemaakt waaruit blijkt dat een kleine planeet-in-wording aan een zijde meer kiezels opveegt dan aan de andere. Daardoor geven kiezels een kant van de planeet een hardere duw dan de andere kant. Dat zorgt ervoor dat hij gaat draaien.’
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Waarom veegt een planeet-in-wording aan een zijde meer kiezels op?
‘Voor alles in het zonnestelsel geldt: hoe dichter het bij de zon staat, hoe sneller het beweegt. Kiezels aan de ‘binnenkant’ van de planeet-in-wording, de kant die het dichtst bij de zon staat, bewegen dus sneller dan de planeet zelf. Als je vanaf de planeet naar ze kijkt, lijken ze naar voren weg te vliegen. Kiezels aan de buitenkant bewegen juist langzamer dan de planeet. Die verdwijnen dus naar achteren.
‘Op zichzelf verklaart dat nog niks. Maar het gebied waarin dit alles gebeurt, de protoplanetaire schijf, zit vol gas. Dat gas speelt volgens ons een cruciale rol. Wanneer kiezels door het gas bewegen, raken ze wat snelheid kwijt, net zoals je op de fiets vertraagt als er een tegenwind staat. Dat betekent dat de kiezels die eerder naar voren wegvlogen bij de planeet, de steentjes aan de zijde van de ster, méér met de planeet in de pas komen te lopen. Daardoor kan de planeet ze via de zwaartekracht naar binnen trekken.
‘Aan de verre zijde komen de kiezels alleen maar verder achter te liggen. Daar vallen dus nauwelijks kiezels op de planeet. Het is die asymmetrische situatie die de planeet aan het tollen brengt.’
Op welke manier verschilt jullie model van andere planeetgroeimodellen?
‘Volgens andere modellen ontstaat een planeet wanneer verschillende grotere rotsblokken op elkaar botsen. Maar rotsblokken zouden van alle kanten op elkaar kunnen botsen, dus dat kan niet verklaren waarom we in het zonnestelsel een systematische voorkeur zien: waarom planeten meestal om hun as draaien in de richting waarin ze om hun ster bewegen. Ons model geeft daar wél een verklaring voor.’
Hoe is jullie model tot stand gekomen?
‘Met behulp van computersimulaties. We laten in een computerprogramma deeltjes neerregenen op een planeet-in-wording volgens de bekende natuurwetten. Wanneer je in het model het gas ‘aanzet’, zie je dat een netto draaiing ontstaat. Net zoals we nu observeren bij de planeten in ons zonnestelsel.’
Komt bij alle hemellichamen de draairichting om hun as overeen met de rotatierichting om hun ster?
‘Nee, we zien dat bij zo’n 80 procent van de hemellichamen – planeten, planetoïden enzovoorts. De aanname is dat de objecten die de ‘verkeerde’ richting op draaien wel zijn beïnvloed door botsingen. Maar dat is verre van zeker.’
