Kometen en de geschiedenis van het Zonnestelsel

Kometen en de geschiedenis van het Zonnestelsel
Algemeen wordt aangenomen dat de Zon en het zonnestelsel tezelfdertijd werden
gevormd bij het ineenstorten als gevolg van haar eigen zwaartekracht van een
enorme gas- en stofwolk in ons gedeelte van de Melkweg. Aanvankelijk gaf dat
aanleiding tot het ontstaan van de jonge Zon, waarin thermonucleaire fusiereacties
begonnen met het produceren van energie, en die omgeven was door een schijf
van gas en stof, zoals de schijf die we vandaag waarnemen rond andere jonge
sterren. Deze protoplanetaire schijf stortte dan verder ineen met de vorming van
planeten en manen als gevolg. De planeten slorpten daarbij het meeste materiaal
op uit het inwendige van het zonnestelsel. De warmte van de Zon en de
zonnewind verwijderden de lichtere elementen zoals waterstof en helium, en
verder verwijderde het normale effect van de aantrekkingskracht van de planeten,
het meeste vaste materiaal uit het binnenste gedeelte van het zonnestelsel.
Men neemt echter aan, dat de materie in het buitenste gedeelte van het
zonnestelsel, voorbij Neptunus, grotendeels onaangeroerd gebleven is. Oort, een
Nederlandse astronoom, postuleerde het bestaan van een ring samengesteld uit
bevroren gas en stof in het buitenste gedeelte van het zonnestelsel. Door kleine
baanverstoringen, zoals bijvoorbeeld, bijna-botsingen tussen verschillende
voorwerpen in de "Oort-wolk", kunnen sommige van deze aanwezige voorwerpen
van hun baan gaan afwijken en terecht komen in het binnenste gedeelte van het
zonnestelsel - t.t.z. een komeet gaan worden. Deze veronderstelling is verenigbaar
met de waarneming dat de baan van veel kometen hyperbool- of paraboolvormig
is; ze lijken van zeer ver te komen en na een passage langs de Zon, keren ze
terug in de diepten van de ruimte.
De kansen dat de baan van een komeet beïnvloed wordt door de
aantrekkingskracht van planeten - zoals de massieve Jupiter - zijn echter niet te
verwaarlozen. Op die manier, raken kometen "gevangen" in het inwendige van het
zonnestelsel; zij draaien rond de Zon in een langwerpige ellipsvormige baan. Een
bekend voorbeeld is de komeet van Halley die alle 76 jaar terugkeert in de
nabijheid van de Zon; deze komeet is sedert de oudheid al verschillende keren
waargenomen.
Elke passage langs de Zon is nochtans gevaarlijk voor een komeet; hij verliest
materiaal en laat daarbij stof en gas achter, hij kan uiteengerukt worden of in
stukken uiteenvallen als gevolg van de aantrekkingskracht van de planeten.
Verder kan ook zijn baan gestoord worden door de aantrekkingskracht van de
planeten en zijn baan wordt in elk geval beïnvloed door de niet-gravitationele
krachten ten gevolge van het uitstoten van gas en stof.
De levensduur van een periodische komeet is daardoor beperkt, en zijn lot is
ofwel volledig in stukken uiteen te vallen of te eindigen in het inferno van de
Zon zelf. De recente gebeurtenissen met de komeet van P/Shoemaker-Levy 9
illustreren dit dramatisch lot. De aantrekkingskracht van Jupiter, het
gecumuleerd effect van vroegere verliezen van materie en de losse binding
van het materiaal in de kern, leidden tot het uiteenvallen van de kern in
verschillende stukken, die daarna in botsing kwamen met Jupiter zelf.
De foto laat de donkere vlekken zien in de wolkenlaag van Jupiter, nagelaten
door de inslag van twee brokstukken (fragmenten G en Q2) (foto gemaakt in
het zichtbaar licht met de Hubble Space Telescope; met toestemming van de
STScl Office of Public Outreach). Mogelijke botsingen tussen kometen en de
Aarde vormen een onderwerp van veel discussies. Dergelijke botsingen waren
blijkbaar veel waarschijnlijker in de vroege geschiedenis van het zonnestelsel
en ze hebben waarschijnlijk een belangrijke rol gespeeld in de vormgeving en
het uiteindelijke uitzicht van het oppervlak van planeten en manen.
De kern van een komeet bestaat waarschijnlijk uit interstellair materiaal
waaruit ook het zonnestelsel is ontstaan. De studie van de samenstelling van
kometen is daarom van uitzonderlijk astrofysisch belang, omdat die studie ons
een idee kan geven onder welke voorwaarden het zonnestelsel - en dus ook
het leven op Aarde - zijn ontstaan.
Auteur: J. De Keyser