Je leest:

Niemand weet precies wat planeten zijn

Niemand weet precies wat planeten zijn

Auteur: | 5 mei 2001

Als zelfs astronomen het verschil niet meer weten tussen een ster en een planeet, is er iets aan de hand. Tijd voor nieuwe definities, of moet het hokjesdenken voorgoed worden afgeschaft?

Het P-woord houdt de gemoederen al maandenlang bezig. Astronomen vliegen elkaar in de haren over de interpretatie van de nieuwste waarnemingen. Een commissie van wijze mannen beraadt zich over een nieuwe, sluitende definitie. Maar de natuur trekt zich weinig aan van het aardse hokjesdenken, en als puntje bij paaltje komt, kan niemand precies vertellen wat het verschil is tussen een ster en een planeet.

De zon is een ster, de aarde is een planeet. Daar bestaat geen twijfel over. Sterren geven zelf licht en warmte. Die energie wordt in het hete inwendige opgewekt door kernfusiereacties. Planeten zijn klein en koel, en draaien in een baan om een ster. Makkelijk zat.

Maar de laatste jaren zijn de meest uiteenlopende tussenvormen ontdekt. Sterren waarin geen kernfusie voorkomt. Planeten die groot en heet zijn. Gefragmenteerde sterren. Ronddolende planeten zonder moederster. De verwarring is compleet.

Waar moet een hemellichaam aan voldoen om als planeet door het leven te mogen gaan? Ruwweg zijn er twee belangrijke criteria denkbaar: de afmetingen en de ontstaanswijze. Maar aan beide zitten de nodige haken en ogen.

Op zich klinkt het wel logisch om naar de afmetingen (of liever gezegd naar de massa) te kijken. Elk hemellichaam dat zwaarder is dan 7,5 procent van de massa van de zon is zonder twijfel een ster: in het binnenste van zo’n object zijn druk en temperatuur zo hoog dat er spontaan kernfusiereacties optreden, waarbij waterstof wordt omgezet in helium. Een planeet moet dus in elk geval lichter zijn dan 7,5 procent van de zonsmassa. Dat is ongeveer 75 keer zo zwaar als de reuzenplaneet Jupiter.

Maar volgens Adam Burrows van de Universiteit van Arizona ligt de bovengrens voor een planeet veel lager: bij dertien Jupitermassa’s. Burrows’ modelberekeningen laten zien dat er in een object tussen 13 en 75 Jupitermassa’s weliswaar geen fusie van waterstof voorkomt, maar wel van deuterium (zwaar waterstof). Zulke objecten produceren dus een beetje eigen warmte. Het zijn in feite ‘mislukte’ sterren, die door astronomen ‘bruine dwergen’ worden genoemd.

Het bestaan van bruine dwergen werd in de jaren zestig al voorspeld, maar pas in 1995 is het eerste doorslaggevende bewijs gevonden dat ze ook echt in het heelal voorkomen. Bruine dwergen bevolken de schemerzone tussen planeten en sterren, en die strekt zich uit van 13 tot 75 Jupitermassa’s. Alles wat lichter is, is een planeet, aldus Burrows.

Maar volgens Alan Boss van het Carnegie-instituut in Washington ligt het wat ingewikkelder. Stel dat je ergens een object tegenkomt dat tien keer zo zwaar is als Jupiter, maar geen baan beschrijft om een ster – kun je zo’n object met goed fatsoen dan wel een planeet noemen? Is het niet logischer om de ontstaanswijze als criterium te hanteren? Sterren ontstaan door het ineenstorten van gas- en stofwolken; planeten ontstaan uit samenklonteringen in de materiewolk rondom een pas gevormde ster.

Dat vormingsproces is onlangs nog op overtuigende wijze in beeld gebracht door de Hubble Space Telescope. In de Orionnevel, een kolossaal stervormingsgebied op een afstand van 1500 lichtjaar, zijn stofschijven rond jonge sterren ontdekt waarin het samenklonteringsproces al is begonnen. Echt makkelijk gaat het overigens niet, want de energierijke ultraviolette straling van de helderste ster in de Orionnevel blaast sommige schijven al aan flarden voordat er planeten kunnen ontstaan. ‘Het is alsof je een wolkenkrabber probeert te bouwen midden in een tornado,’ aldus Henry Throop van het Southwest Research Institute in Boulder, een van de auteurs van het artikel in Science van vorige week waarin de Hubble-resultaten worden beschreven.

Planeten ontstaan dus op een heel andere manier dan sterren en bruine dwergen, en volgens Boss moet dat het doorslaggevende criterium zijn. Maar ja, wat doe je dan met objecten die in een schijf rond een ster zijn ontstaan maar die toch tientallen keren zo zwaar zijn als Jupiter (zo’n warme ‘Goliath-planeet’ werd een paar maanden geleden ontdekt)? En hoe weet je trouwens zeker hoe een bepaald object is ontstaan?

Neem de ‘free floaters’ die de laatste maanden zijn gevonden in de Orionnevel en in een ander stervormingsgebied, rond de ster Sigma Orionis. Het zijn solitaire objecten, niet in een baan rond een ster, maar wel lichter dan dertien Jupitermassa’s. Het zijn dus geen bruine dwergen. Maar wat dan wel?

De Britse astronomen Philip Lucas en Patrick Roche deinzen er niet voor terug om het P-woord te gebruiken. Logisch: zodra er ‘planeet’ in de titel van een persbericht staat, is aandacht in de media vrijwel gegarandeerd. Misschien zijn de ‘free floaters’ wel planeten die ooit in een baan om een andere ster zijn ontstaan, maar later werden weggeslingerd door de zwaartekrachtsstoringen van een passerende ster.

Maar Boss gelooft niet in dat scenario. Zware planeten laten zich niet zo snel wegslingeren. In plaats daarvan zouden de ‘free floaters’ fragmenten van jonge sterren kunnen zijn – sterren waarvan de vorming verstoord werd door krachtige magnetische velden.

Boss is voorzitter van een speciale commissie van de Internationale Astronomische Unie (IAU), die zich beraadt over een nieuwe definitie van het woord ‘planeet’. De commissie is er nog lang niet uit, maar eerder dit jaar werd wel al bekendgemaakt dat een object pas een planeet genoemd mag worden als het een baan om een ster beschrijft. De solitaire planeten van Lucas en Roche moeten dan misschien ‘sub-bruine dwergen’ worden genoemd, of ‘planetars’.

Zelfs wanneer je beide criteria (massa en ontstaanswijze) combineert, blijven er twijfelgevallen. Neem Pluto, de buitenste planeet in ons eigen zonnestelsel. Die is volgens veel astronomen veel te klein (2300 kilometer in middellijn) om de titel ‘planeet’ te verdienen. In de buitendelen van het zonnestelsel zijn honderden andere ijsachtige hemellichamen als Pluto ontdekt, en niemand peinst erover om die allemaal planeten te noemen. Waarom dan Pluto wel? En waar leg je de grens? Is de planetoïde Ceres, met een middellijn van bijna duizend kilometer, dan ook een planeet?

De IAU heeft zich eerder al uitgesproken over de status van Pluto (‘Pluto is een planeet’), maar die uitspraak is bij veel astronomen op weerstand gestuit. In het American Museum of Natural History in New York komt Pluto in de expositie over de planeten in het zonnestelsel niet eens voor. Of een nieuwe, algemene IAU-definitie van een planeet op meer instemming mag rekenen, valt nog te bezien. Misschien is het tijd om te accepteren dat de natuur geen boodschap heeft aan de menselijke hokjesgeest.

Dit artikel is een publicatie van Allesoversterrenkunde.nl.
© Allesoversterrenkunde.nl, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 05 mei 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.