AMSTERDAM (NL) – De theorie dat planeten alleen ontstaan bij jonge hete sterren kan de diepvries in. Ook in stofschijven rond stervende koude sterren is genoeg steengruis aanwezig voor de vorming van planeten.


Promovendus Frank Molster van de Universiteit van Amsterdam heeft samen met Belgische en Nederlandse collega's gekristalliseerd silicaat aangetroffen in stofschijven rondom stervende koude sterren. Uit dit steengruis kunnen planeten ontstaan en ook de mantel van de aarde bestaat voor een groot deel uit deze stof.
Silicaat kan in gekristalliseerde en in ongekristalliseerde (amorfe) vorm voorkomen. Bij de geboorte van silicaat – als rode reuzen silicaat de ruimte inspugen – is de stof amorf. Ook in de interstellaire ruimte blijft de structuur van het silicaat meestal amorf. In planeetvormende stofschijven rond jonge sterren komt de stof echter deels in kristallen voor. Het silicaat moet dus een verandering ondergaan tijdens de planeetvorming.
De algemeen geaccepteerde theorie legt uit dat silicaat slechts kan kristalliseren door de grote hitte van jonge sterren. Frank Molster ontkent dit echter. Met behulp van een kortegolfspectrometer aan boord van de Infrared Space Observatory (ISO) satelliet heeft hij de spectra van stofschijven gemeten. Uit deze spectra kon de promovendus de compositie van het silicaat in de stofschijven afleiden. Hij ontdekte dat stofschijven rond koele rode reuzen en rond jonge hete sterren erg op elkaar lijken qua silicaatsamenstelling. Hitte alleen kan dus niet voor verantwoordelijk zijn voor de kristallisatie van silicaat. De ontdekking van koude kristallisatie zet de evolutietheorie van ons zonnestelsel op de helling.

Ontstaan zonnestelsel
In de oernevel die 4,5 miljard jaar geleden de Zon omringde, en waaruit dus ons planetenstelsel is gevormd, waren silicaatkristallen aanwezig. Deze zijn nog te vinden in de aardkorst en in destijds ontstane kometen. Kometen, ijzige sneeuwballen, kunnen alleen ontstaan in de buitenste koude laag van de stofschijf. Als silicaat echter door warmte kristalliseert, moet dit aan de binnenkant van de stofschijf plaatsvinden. Alleen daar is de temperatuur hoog genoeg.
De schijnbare tegenstelling van 'hete' silicaten in 'koude' kometen had tot nu maar één aannemelijke wetenschappelijke verklaring; een stofschijf vol beweging. Door radiaal mengen kunnen deeltjes in de stofschijf zich verplaatsen van binnen naar buiten en andersom. Zo kunnen de silicaten eerst aan de binnenzijde van de stofschijf kristalliseren en later aan de buitenzijde in een komeet terechtkomen. Computermodellen voor de evolutie van ons planetenstelsel suggereren inderdaad dat radiaal mengen een grote rol heeft gespeeld.
Door de ontdekking van koude kristallisatie is radiaal mengen echter geen noodzaak meer. Silicaten kunnen misschien ook aan de buitenzijde van stofschijven kristalliseren en direct in kometen terechtkomen. De wetenschappelijke ontdekking geeft weer ruimte aan nieuwe speculaties.

Gijs van Hengstum